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专 题 报 道 唯一的 成功机会 Adams仿真帮助好奇号探测车 实现完美的火星着陆 采自 JPL 负载与动态仿真团队负责人兼 首席工程师 Chia-Yen Peng 博士的专访 火星科学实验室是一项机器人空 复杂的着陆顺序 音速降落伞。 间探测任务，于2012年8月5日实现了火 与之前的勇气号和机遇号火星探 在约1.8千米高度，减速舱飞行速 星探测车好奇号在火星上的盖尔火山口 测车相比，好奇号探测车要长两倍、重 度为每秒100米时，探测车和下降级脱 （GaleCrater）成功着陆。空中起重机 五倍。在火星上着陆如此之大的有效载 落。下降级将其火箭推进器点火，将速 的着陆顺序要求探测车在下降时从收起 荷绝对是个挑战，这是由于火星上的大 度减慢至每秒不到1米， 并且用一根 的飞行形态转为着陆形态，从下降段开 气过于稀薄，无法保证降落伞和空气动 7.6米的系绳降下探测车，系绳由三条 始放下车轮。在最后的进入、下降及空 力制动的有效性，但火星大气稠密度容 束带和一条向火星表面传送电信号的脐 中起重机着陆阶段，由于其复杂性以及 易导致火箭减速时出现稳定性和撞击问 带电缆组成。当束带放线时，探测车的 无法从地球上进行人工干预， 因此被 题。此外，好奇号探测车900千克的重 六个机动轮扣锁就位，准备着陆。着陆 NASA的工程师们称作“惊险7分钟”。 量过于沉重，无法使用空气囊来缓冲着 后，探测车引爆爆炸装置，启动电缆切 NASA喷气推进实验室（JPL）的工 陆冲击。另一项挑战是从火星向地球传 割器，使其与下降级分离，下降级在距 程师们使用MSC软件的多体动力学软件 输无线电信号需要14分钟的行程，这意 离探测车数百米远处坠毁。上午6:33， Adams对最后的空中起重机着陆顺序进 味着在整个着陆顺序中，飞船必须在不 经确认探测车成功着陆。 行了仿真。该仿真找出了初始概念设计 受地球交互式控制的情况下自主动作。 唯一的成功机会 中的众多问题，并且在工程师们解决这 NASA的工程师们开发了一个独特 只有唯一的成功机会 。复杂的顺 些问题时给予指导，使设计更为扎实可 的进入-下降-着陆系统来解决这一难 序可以实现完美的工作，也可以导致探 靠。该仿真还被用于验证着陆顺序并确 题。减速舱含有防热罩、探测车、下降 测车损毁，产生大量的火星尘埃，使整 定施加在组件和零部件上的荷载。用于 级、后挡板和降落伞，它在进入火星大 个任务失败。由于难以在地球上复制火 在整个空中起重机着陆顺序中引导任务 气之前十分钟与巡航级分离，并将推进 星的重力、大气及着陆条件，因此工程 的控制软件代码被集成到Adams环境中 器点火，使防热罩朝向火星方向。减速 师们无法在地球上进行着陆顺序试验。 以便验证其性能并进行微调。此次任务 舱在距离火星约10千米处将速度减慢至 他们可以测试单个零部件，但唯一能够 的成功证明了这些仿真的准确性。 大约每秒578米，并在这一位置展开超 测试完整顺序并确定单个零部件上荷载 10 | MSC Software 的方式就是仿真。编程工程师们一开始 1米的最大速度不会在探测车上产生特 JPL的工程师们无法在地球上对