• 1.摘要
  • 2.目标
  • 3.历史
  • 4.航天器设计
  • 4.1.巡航级
  • 4.2.导航
  • 4.3.通讯
  • 4.4.整流罩
  • 4.5.降落伞
  • 4.6.气囊
  • 4.7.着陆器
  • 5.火星车设计
  • 5.1.动力系统
  • 5.2.电力电子系统
  • 5.3.通讯系统
  • 5.4.科学仪器
  • 6.命名
  • 7.测试用火星车

火星探测漫游者

火星探测漫游者(Mars Exploration Rover, MER)是美国国家航空航天局的2003年火星探测计划。这项计划的主要目的是将勇气号(Spirit, MER-A)和机遇号(Opportunity, MER-B)两辆火星车送往火星,对火星这颗红色行星进行实地考察。火星探测漫游者任务开始于2003年。

任务目标是在岩石和土壤中搜寻水活动的线索。本项目是NASA火星探索项目的一部分,还包括了已经成功的1976年海盗号着陆器和1997年的火星探路者探测器。本项目原预算8.2亿美元 ,由于火星车工作时间远超过原计划的90天火星日,任务再度延伸5次,第五次任务扩展于2007年10月批准,结束于2009年。前4次延伸任务预算1.04亿美元,第五次延伸任务预算2千万美元。2007年7月的第四次扩充任务中,火星尘暴威胁到火星车太阳能电池接受日照的能力,工程师们认为2个火星车可能就此永久失效,但尘暴消散后火星车又恢复了功能。2架火星车获得了大量科学信息,为此,2个小行星被命名为:37452勇气和39382机遇。本任务的航天器由喷气推进实验室设计、建造和操作。

目标

MER的科学考察任务:

搜索和辨识岩石土壤中的水活动迹象,从而分析水导致的矿化过程,如降水、大气中的水蒸汽、沉积岩或热液活动。

探测着陆区周围的矿物分布。

探测形成当地地貌和化学成分的地质活动,类似的过程可能包括水或风侵蚀、沉积、热液活动、火山活动以及陨石撞击。

校准确认[火星勘测轨道器]的地表观测结果。从而确认火星轨道观测的精度和有效性。

搜寻含铁矿物,确认并定量分析含水或水形成矿物,如含铁碳酸盐。

通过岩石土壤的矿物学分析和纹理测定其成因。

寻找液态水存在时期的环境因素导致的地质学线索。

评估火星环境能否支持生命的存在。

近20年,NASA开展了几个任务搜寻火星生命,搜寻从检测火星环境是否适合生命存在开始。人们所理解的生命形式需要水,所以火星历史上是否有水存在至关重要。虽然火星探测漫游者没有能力直接检测生命存在与否,但它可以提供火星历史上适居性的重要信息。

历史

机遇号抛弃的热护盾
赫斯本德山,以勇气号全景相机拍摄的18帧照片拼接制成

2004年1月21日,深空网络与勇气号失去联系。开始时以为是澳大利亚的雷暴气候所致。勇气号曾发出过一条不包含数据的消息。这天晚些时候勇气号又未按计划与与火星全球勘探者号轨道器通讯。第二天,喷气推进实验室收到勇气号的信号,指出它正处于‘安全模式’。1月23日,飞行控制小组成功的让火星车发出信号,发现问题是由火星车的闪存系统出错所致。接下来的10天里,火星车没有执行任何科学任务,工程师们上传并测试了软件。经过格式化闪存和用软件升级补丁避免内存过载,问题最终得到解决。机遇号同样进行了升级。勇气号于2月5日完全恢复科学功能 。

3月23日,科学家们在记者招待会发布了火星表面过去曾存在液态水的证据。一块位于机遇号着陆地子午线平原陨石坑边缘的岩石上的分层图案和交错层理说明此坑区域曾经有水流过。氯和溴的不规律分布也说明此处曾是咸水海的海岸线,但早已蒸发殆尽。

4月8日,NASA提出延长任务周期3到8个月。并立刻得到了至9月份的一千五百万美元和每月二百八十万美元的预算。月底,机遇号以5天时间行驶200 米到达“奋进陨石坑”。NASA与9月22日提出再次延长火星车任务6个月。机遇号离开持久陨坑去观察它抛弃的热护盾,并前往维多利亚陨坑。勇气号则试图登上哥伦比亚山顶。

由于两架火星车均工作正常,NASA又提出到2006年9月的持续18个月的延伸任务。机遇号前往“风化地带”,勇气号开始攀登“赫斯本德山”。2005年8月21日,勇气号到达赫斯本德山顶,本旅程共计581火星日,行驶了4.81千米。

2005年11月20日,勇气号迎来了它到达火星的周年庆典(669火星日,即687地球日),机遇号的周年庆是2005年12月12日。本来,计划认为火星车无法持续工作超过90火星日,按火星车驾驶员Chris Leger的说法,哥伦比亚山只不过是个梦而已。