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小獵犬2號

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小猎犬2號
Beagle 2 replica.jpg
所属组织 欧洲航天局
主制造商 EADS Astrium
任务类型 登陆
发射时间 2003年6月2日17:45:00 UTC
运载火箭 Soyuz-FG/Fregat
发射地点 白寇奴爾太空發射場
哈薩克卡拉干達州
任务时长 2003-12-25 03:54:00 UTC
第206天,任务失败
COSPAR ID 2003-022C
官方网站 beagle2.open.ac.uk
质量 33.2公斤
携带仪器
数据速率 2 or 8kbps / 2 to 128kbps

小猎犬2號英语Beagle 2)是一個由英国研發的着陆航天器,其研發目的在於搜索火星表面的生命跡象,是欧洲航天局2003年火星快車號任务的一部分。小猎犬2號的名字来自曾两次跟随达尔文远征的小猎犬号帆船(HMS Beagle),这两次远征促成达尔文日後得以完成並提出他著名的进化论學說。

它从火星特快车上释放出来后的第六天,正准备按计划进入大气层时,失去所有联系。由於完全失聯,因而曾被質疑其根本没登陸火星,而是被弹出大气层,进入环日轨道;或質疑其在降落过程中被大气燃烧殆尽;亦有其已抵達火星表面,卻因與火星地表堅硬物體發生撞擊而撞毀,或因其它错误而无法与地球联系的質疑。但是在2015年1月16日經多國研究人員確認,小獵犬2號其實已於2003年時成功登陸在火星表面,只是因故未能完成部署開始運作[1]

背景[编辑]

“小猎犬2號”是由英国公开大学科林·皮林格教授(Colin Pillinger)为首的英国学术小组与莱斯特大学合作构想出来的。名副其实,它的目的就是为了搜寻火星生命信息,如皮林格教授所说:

小猎犬号在1830年代载着达尔文探索世界,并因此使我们对地球生命的认知获得了一个巨大的飞跃。我们希望小猎犬2也能在探索火星生命上取得如此成就。” 北纬10.6°,西经270°,依西迪斯平原一块巨大平坦的沉积盆地边界,火星原始高地和北部平原之间的交界处,被选定为着陆点。专家期望登陆器能持续工作180天,如果可能,持续一个火星年(687地球日)的工作。“小猎犬2”登陆器的任务是探明着陆地点的地质状况、矿产资源、土壤成分、氧化状态、大气的物理属性、表层土壤分层、收集火星气象学及气候学的相关数据等,并寻找可能的生命迹象。 皮林格为设计和建造“小猎犬2”成立了一个联合团体,主要成员及职责如下:

2000年,主要研发工作开始启动,欧洲宇航防务集团负责项目管理,莱斯特大学负责任务管理,包括相关的发射后操作准备和操作控制中心。

经过广泛的公众宣传并取得资金支持后,设计人员寻求并得到了英国艺术家的参与和认同。任务的呼叫信号由布勒乐队作曲;校准“小猎犬2”相机和光谱分析仪的'检测卡片'(校准用片)由达米恩·赫斯特绘制。

登陆操作控制中心(LOCC)设在莱斯特大学英國國家太空中心,从这里可以看到如何控制航天器,中心对公众开放参观。中心还包括控制“小猎犬2”的操作系统、程序流程分析工具和科学遥测,准备活动序列、通讯系统及地面测试模型所需的虚拟现实工具。地面测试模型由多种不同的“小猎犬2”系统建造,这些数据收集起来形成一套完整的登陆电子信息。地面测试模型几乎是不停的运行各种工程和科学命令,以此来检测着陆顺序,验证所搭载的软件。

航天器和子系统[编辑]

“小猎犬2號”有一个设计为着陆后可展开的机械臂作为可调承载台(PAW)。可调承载台包括一对立体相机、一个(6微米分辨率)显微镜穆斯堡尔频谱学仪器、一台X光谱分析仪、一个收集岩石样本的钻头和照射灯。岩石样本由可调承载台送到质谱仪中,登陆器内置的气体色谱仪——气体分析仪(GAP),可以测量不同同位素的相对比例。因为众所周知,碳是生命的基本元素,这些分析可以揭示样本中是否有生命曾经存在的迹象。

此外,“小猎犬2”还配备了一个由机械臂放出的小鼹鼠(行星浅地工具,(PLUTO)),它安装了一个可压缩弹簧装置,可以让“鼹鼠”以每秒20毫米的速度在地表移动,探查地表,并用顶端的凹腔收集地表下的土壤样本。鼹鼠与登陆器之间通过有线电缆连接,并将所收集的样本通过电缆送回登陆器。

登陆器的外形看起来像是一只很浅的碗,直径1米,深0.25米。登陆器的外表面是以铰接的形式折叠起来的,里面是一支超高频天线、0.75米长的机器臂以及科学设备等。主体里也包含了电池、通讯设备、电子设备、中央处理器、加热器和附加荷载设备(辐射和氧化探测器)等。登陆器的盖子是4片暴露在外未折叠的太阳能板。登陆器发射时总计69公斤,但实际登陆重量约33.2公斤。

地面部分来自于欧洲航天局,软件核心是SCOS2000。为遵循低消费的原则,控制软件的原型来自于笔记本电脑

任务[编辑]

“火星特快车”在世界标准时间2003年6月2日17:45发射于拜科努尔。“小猎犬2號”装在火星特快车的顶端平台。2003年12月19日8:31,登陆器由快车发射至飞向火星的弹射轨道。12月25日“小猎犬2號”发射6天后,按计划,要以20000公里/小时的速度进入火星大气层。登陆器外覆盖着涂有NORCOAT(一种由EADS生产的烧蚀材料)的隔热罩,来抵御进入大气层时的热量。按火星探路者所经历的热流来说,火星大气层中炙热气体产生的辐射和压力最高点估计可达100 W/cm²左右。

在火星大气层中降落后,降落伞被打开,到离地1公里的高度,巨大的气囊开始充气,将登陆器包起来,减轻着陆时的冲击力。着陆时间预计在世界时12月25日02:45(欧洲航天局时间12月24日21:45)。着陆后气囊减压,登陆器的顶部打开。此时,应该向火星特快车发一次信号,当地时间的早晨会再发一次,以此证明“小猎犬2號”成功着陆并渡过在火星上的第一个夜晚。立体相机和一个弹出式镜子将拍摄着陆地点周围的全景图像,然后登陆器的机械臂展开。机械臂会用各种装备采取样品并储存起来以便日后研究,“鼹鼠”也开始工作,在以登陆器3公里为半径的范围内扫描地面,挖取岩石下的土壤样品进行分析。

英国政府在“小猎犬2號”上花费了超过2千2百万英镑(4千万美元),剩下的4千4百万英镑(8千万美元)来自私人投资。[2]

任务过程[编辑]

虽然“小猎犬2號”被成功的从母船火星特快车发射出来,但成功登陆的消息却一直没能得以证实。确认信息应该在2003年12月25号传来,“小猎犬2號”应当联系早已在轨道上的美国国家航空航天局2001火星奥德赛号,然而接下来的几天,卓瑞尔河岸天文台洛弗尔望远镜也没能收到“小猎犬號2”的信号。工作组说,他们仍然“满怀希望”的期待发现返回信号。

2004年1月到2月,火星特快车一直多次试图联系“小猎犬2號”。第一次尝试开始于2004年1月7日,以失败告终。虽然一直进行频繁尝试,但最有希望取得成功的是1月12日那天,“小猎犬2”预设为会被刚好飞过正上方的火星特快车探测器发现。然而直到2月2日,探测器要转为自动发射的后备模式时为止,也未能同“小猎犬2”建立任何形式的通讯联系。 目标着陆地区的中心的照片显示此处有一个火山撞击坑,有人认为也许是登陆器的停靠地点刚好在撞击坑壁形成的阴影中,所以发射的信号无法传送,但后来的高精度照片否认了这一假设。

2004年2月6日,“小猎犬2號”管理委员会宣布确认“小猎犬2號”失踪。2月11日,欧洲航天局宣布要对“小猎犬2號”任务的失败进行调查。

火星任务失敗以太空任務而言,並不罕見,以2006年與火星相關的發射任務為例,該年37次发射任務中,僅有18次任務成功。

欧洲航天局调查报告[编辑]

2004年5月,委员会将“小猎犬2”的调查报告提交给了欧洲航天局和英国科学大臣盛伯理勋爵[3] 最初,这个报告被列为机密文件,后经过19份书面申请要求,报告终于公布于众。

欧洲航天局科学部负责人大衛·索思伍德英语David Southwood教授提出了四种可能的失败原因:

  • “小猎犬2”进入了科学家们完全没有预计到的大气层,很快就燃烧完了。也或许是被“反弹回太空中”。因为大气中尘埃的成分分布不同,其温度和密度也完全不同。
  • 探测器的降落伞或缓冲气囊没有在正确的时间打开,或根本没有打开。
  • “小猎犬2”的后壳与降落伞绞在一起,使得降落伞没能正确打开。
  • “小猎犬2”在地表被气囊和降落伞裹住了,没法打开。

2005年2月,根据英国下议院科学与技术特别委员会英语Science and Technology Committee (House of Lords)的建议,报告公布于众,莱斯特大学独立出版了任务细节报告,包括可能的失败模式,和一本《前车之鉴》的小册子。

尋獲[编辑]

Overview
Context
Close-up
科學家於2014年11月和12月拍攝的影像中發現小獵犬2號[4]

2005年12月20日,皮格林教授公布了一些来自火星全球探勘者号的图片,他认为“小猎犬2”落在降落点伊希地平原的一个火山口中[5],据称这张模糊图片上的主降落点有一个黑斑,不远处,“小猎犬2”的太阳能板已经展开,被一堆泄气的气囊包裹着[6]。2007年2月,美國國家航空暨太空總署(NASA)所操作的火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)上之高精度相机发现这块地其实是空的。[7]

2015年1月16日,一名歐洲太空總署火星特快車計畫的前成員麥可·克隆(Michael Croon)在分析由MRO上所搭載的高解析度成像科學設備(High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE)拍得的照片資料時,發現停在火星表面上的小獵犬2號蹤跡。之後由NASA的噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)、小獵犬2號計畫與HiRISE計畫等單位所進行的一連串影像分析證實小獵犬2號並未在登陸的過程中燒毀或撞毀,11年來一直靜止停泊在火星地表的伊希地平原(Isidis Planitia)。照片中顯示小獵犬2號成功著陸但太陽能板未全部展開,主降落傘緊鄰在一旁。因通信天線在太陽能板下面,故歐洲太空總署無法和小獵犬2號建立通訊[8][9]。相關單位並沒有計畫將它重新啟動、與它恢復通訊,或者從它身上取得任何資料。

参见[编辑]

影視作品中的小獵犬2號[编辑]

小獵犬2號在電影《變形金剛》中出現,但電影中是美國發射的探測器。火星上的狂派變形金剛红蜘蛛因為小獵犬2號而得知地球位置。

参考[编辑]

  1. ^ sky News. Beagle 2 Found 'Partially Deployed' On Mars. sky News. 2015-01-16 [2015-01-16]. 
  2. ^ Jane Wardell. Beagle Mission Hampered by Funding, Management Problems. Associated Press. 24 May 2004 [2009-04-22]. 
  3. ^ R. Bonnefoy, et al. Beagle 2 ESA/UKCommission of Inquiry (.PDF). ESA and UK Ministry of Science and Innovation. 5 April 2005 [2009-04-22]. 
  4. ^ Webster, Guy. 'Lost' 2003 Mars Lander Found by Mars Reconnaissance Orbiter. NASA. 16 January 2015 [16 January 2015]. 
  5. ^ Possible evidence found for Beagle 2 location. ESA. 21 December 2005 [2009-04-22]. 
  6. ^ Pallab Ghosh. Beagle 2 probe 'spotted' on Mars. BBC News. 20 December 2005 [2009-04-22]. 
  7. ^ Portion of Beagle 2 Landing Ellipse in Isidis Planitia (PSP_002347_1915). HiRISE. University of Arizona. 26 January 2007 [2009-04-22]. 
  8. ^ "Lost" 2003 Mars Lander Found by Mars Reconnaissance Orbiter. 美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室. 2015-01-16 [2015-01-16] (英文). 
  9. ^ 失蹤12年 小獵犬2號竟然已登陸火星. BBC中文網. 2015-01-16 [2015-01-16] (中文(繁體)‎). 

外部链接[编辑]