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[热点资讯] “好奇号”发回“外星人”照片,它是如何登陆火星的?

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一路往前 发表于 2018-1-12 11:59:41

据媒体1月11日报道,热衷于研究外星人是否存在的专家们近日在NASA的火星探测器拍摄到的一张火星照片上,发现了两个“外星人”站在一起,一高一矮,相互依偎。这件事立刻就让研究UFO的专家圈子炸开了锅,他们声称,这是目前所拍摄到的最杰出的火星照片之一。

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自2012年8月5日登陆火星以来,“好奇号”火星探测器在过去的5年间,始终坚持在火星表面崎岖的地形上爬行前进、钻孔以及进行科学操作,同时也拍摄到许多迷人的图片,包括火星上的“鱼”、沙尘暴以及火星日落等。


但是你知道吗,当年“好奇号”登陆火星,可是经历了“惊险7分钟”。


在极寒的外太空运行36周,行程长达5.67亿公里,飞行速度超过7.6万公里/小时,而这些都只是长征的第一步。2012年8月5日,当造价25亿美元、重900公斤、一辆小型轿车大小的火星科学实验室(MSL)探测车穿梭到火星大气中时,它还在以2.1万公里/小时的高速向前飞行。那时它必须在七分钟内减速到2公里/小时以下的着陆速度,如若不然,探测车将与火星相撞,毁于一旦。


为使探测车能平稳着陆,防止为寻找生命化学成分而设计的装备受损,探测车必须分毫不差地执行数百个步骤的复杂操作,并且整个过程没有人工干预。面对这样一个难题,工程师是如何解决的?要知道,地球大气的密度比火星高出100倍,所以不可能在地球上测试这个过程。


为此,美国航空航天局的喷射推进实验室利用西门子的PLM(产品生命周期管理)软件完成了系统各个方面的设计。从热分析到探测车进入火星大气时可能会遇到的多种物理影响,PLM软件在攻克这一切问题的过程中发挥了关键作用。


比如为“好奇号”专门设计的“空中吊车”,这个全新研发的系统可以在探测车降落的最后阶段减慢探测车的速度,使其缓缓地降落到火星表面。研究人员利用PLM软件对“空中吊车”火箭引擎的火苗扩散情况进行了模拟,以确保火苗不会烫坏探测车或用于固定探测车的套具。

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“不仅吊索要能分毫不差地降下探测车,确保探测车不会受到火苗干扰,同时还有一条类似于脐带的线缆连接着探测器和吊车,在分离时间点上吊车升起的时候才会断开。所有这些线缆都必须同时断开。为实现这一点,我们布置了很多小型切割器,它们必须同时切断所有线缆。上述这些过程都是通过我们的软件来模拟的。”负责美国航空航天局项目的PLM客户主管Joel Rooks介绍道。


用吊索将探测车降落到火星表面是特别精细的任务。研究人员对着陆阶段进行了8000词模拟。


复杂性也是一个主要问题。整个装配组合包含约9万个专门制造的部件,其中很多部件与设计规格的容差只有100微米——大约相当于一根头发丝的直径。更苛刻的是,为尽量避免浪费空间,这些部件必须合拢到一个极其拥挤的包中,但是同时又要留出发射和返回时剧烈晃动的摆动空间,以及在高达1648℃的温差下不同材料的热胀冷缩空间。


“要设计可以如此紧凑布置的部件,需要新的功能和技术。”美国航空航天局火星探测计划负责人Doug McCuistion表示,“我们采用了西门子的很多系统,来帮助我们完成这些工作。”


从模型到生产——这正是PLM软件工具NX的用武之处。NX可以让用户将模型变为实际的产品——它不仅可以生成CAD(计算机辅助设计)模型,而且还利用计算机辅助工程(CAE)软件,在设计中套入相关功能和物理数据,比如根据部件的原材料,它可以耐受多大的应力或热度。考虑到机器中的很多部件根据设计原理都会运动并相互作用,NX还可以执行人们所说的“动态模拟”。通过这种模拟,工程师可以“在仿真环境下对各种规模的装配组合进行动态测试,比如模拟测试探测器着陆,然后计算出着陆时对整个探测器结构产生的应力。”

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整套设备包含9万个部件中很多与设规格的容差只有100微米,相当于一根头发丝的直径。


PLM客户主管Rooks补充说道:“MSL是美国航空航天局有史以来技术最为复杂的项目。重要的是,我们的工具帮助他们完成了所有模拟和优化。当他们对探测车进行测试并把它发射到火星的时候,一切顺利。”

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