NASA下一個火星飛船的隔熱罩在測試時壞了

NASA的下一個火星飛船的隔熱罩剛剛打開。幸運的是，工程師們在地球上測試中發現了這一點，遠在2020年火星探測器在火星上尋找可居住環境之前。在準備著陸時，探測器和飛行器的起落架都將被封裝在一個防護材料中：隔熱層——在穿越火星大氣層的過程中保持它們的安全。在洛克希德·馬丁公司進行了一周的結構測試後，工程師於4月12日發現了這一斷裂。這一裂縫是意料之外的，但是NASA的噴氣推進實驗室(該實驗室負責管理任務的發展)說，任務應該在2020年如期完成。

在著陸前，熱屏蔽在火星大氣中著陸時，受到的傷害比火星2020年火星探測器所遇到的要大20%。工程師們經常對空間設備進行測試，以確保設備在正常情況下能夠正常工作。噴氣推進實驗室在一份聲明中說：斷裂發生在盾的外邊緣，並跨越了組件的周長，正在努力了解斷裂的原因，並確定是否需要將任何設計改變納入替換。一個替代的隔熱罩將會被建造，但是NASA告訴NPR，它還沒有估計的成本。目前，科學家們將修復裂縫的隔熱罩以進行更早的發射測試。早在2008年，10年前首次測試了熱屏蔽。它最初是作為成功的火星好奇號探測車的一個備用盾牌。

2012年8月，「好奇號」登陸火星，現在在蓋爾隕石坑的著陸地點附近有一座大山。隔熱罩採用的是酚醛浸漬碳燒蝕劑(PICA)，它是一種輕量的複合材料。(任務管理人員試圖減輕航天器的重量，因為較輕的宇宙飛船需要更少的火箭燃料)美國國家航空航天局還成功地在「星塵號」任務上發射了一顆「PICA盾」，該探測器於2006年返回了一顆彗星的樣本。在美國國家航空航天局(NASA)成功與PICA取得成功的漫長歷史啟發下，SpaceX公司為「龍」貨運飛船製造了自己的PICA另外版本。龍定期向國際空間站運送物資，目前還沒有重大的隔熱問題。SpaceX公司還在建造一種運載人類，該公司應該在未來一年左右開始試飛。

儘管PICA熱屏蔽在太空飛行中得到了很好的測試，但在2013年的《宇宙飛船與火箭》雜誌上的一項研究表明，它在結構上是脆弱的。在這項研究中，美國國家航空航天局的研究人員對燒焦的PICA、「未使用的」PICA和一種叫做纖維形態的前體材料進行了斷裂試驗。他們感興趣的是在微尺度上找出熱屏蔽故障。前體物質確實比原始的和燒焦的異象更弱。研究人員還發現，在PICA材料中存在一個「多孔基質」有助於吸收斷裂能量。目前還不知道2020年火星的熱屏蔽裂縫。噴氣推進實驗室在聲明中表示：雖然斷裂是意料之外的，但它代表了為什麼太空飛行的硬體要提前進行測試，以便在發射前進行設計更改或修復。

但是2020年火星上的挫折也顯示了探索火星的難度。多年來，許多航天器在那裡消失了，最近的一次是在2016年，歐洲航天局(European Space Agency)的ExoMars Schiaparelli測試著陸器。NASA的InSight lander原本應該在2016年發射，但是發射推遲到2018年5月5日(如果它按時發射的話)。任務管理人員發現了這次任務的主要工具之一：內部結構的震蕩實驗。火星和地球只會對每兩年發射一次的航天器有利，因為當行星距離足夠近的時候，宇宙飛船就可以在不使用大量燃料的情況下飛到火星上去，所以NASA決定等到2018年下一次火星發射的時候。

博科園-科學科普｜文：Elizabeth Howell/Live Science

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