2009年3月和4月，“好奇”號(hào)的制動(dòng)降落傘在世界上最大的風(fēng)洞接受測(cè)試。這個(gè)風(fēng)洞位于加利福尼亞州莫菲特場(chǎng)的美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心
北京時(shí)間6月26日消息，7周之內(nèi)，美國(guó)宇航局的“好奇”號(hào)火星車便將在太空起重機(jī)的幫助下在火星表面著陸。在太空起重機(jī)利用繩索和制動(dòng)火箭讓“好奇”號(hào)慢慢降落蓋爾隕坑之前，制動(dòng)降落傘將首先打開(kāi)，將“好奇”號(hào)以及太空起重機(jī)的速度降至亞音速。在設(shè)計(jì)“好奇”號(hào)制動(dòng)傘過(guò)程中，宇航局將目光投向大約50年前進(jìn)行的制動(dòng)傘測(cè)試數(shù)據(jù)。
“好奇”號(hào)的制動(dòng)傘是這輛火星車降落過(guò)程中所受到大氣阻力的主要來(lái)源。這個(gè)制動(dòng)傘直徑64.7英尺(約合19.7米)，是一個(gè)盤縫帶傘，由一個(gè)發(fā)射器打開(kāi)。制動(dòng)傘的主盤是一個(gè)圓頂形傘蓋，頂部有一個(gè)洞，用于緩解空氣壓力。主盤下方有一個(gè)裂縫，充當(dāng)通氣口，防止傘蓋破裂。裂縫下方是一條織物帶，在設(shè)計(jì)上通過(guò)控制進(jìn)氣方向，提高橫向穩(wěn)定性。
在地球上測(cè)試制動(dòng)傘這樣的“好奇”號(hào)重要組件并不是件容易的事情，因?yàn)榛鹦谴髿獾暮穸戎挥械厍虻陌俜种�，引力只有地球的三分之一。在地球上模擬這些環(huán)境雖然能夠做到，但費(fèi)用極高。在“好奇”號(hào)研發(fā)初期，任何高空超音速測(cè)試的費(fèi)用都會(huì)達(dá)到令人望而卻步的程度。當(dāng)時(shí)，美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的工程師將制動(dòng)傘的研究工作分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試對(duì)象包括發(fā)射器打開(kāi)、傘蓋充氣，充氣后強(qiáng)度，超音速性能以及亞音速性能。幸運(yùn)的是，從上世紀(jì)60年代晚期開(kāi)始，宇航局就掌握了高空超音速降落傘的數(shù)據(jù)，所針對(duì)的探測(cè)器與“好奇”號(hào)體積相當(dāng)。
在為1976年的“海盜”號(hào)火星任務(wù)研究相關(guān)細(xì)節(jié)時(shí)，宇航局擁有充足的預(yù)算，用于在上世紀(jì)60年代末之前將美國(guó)宇航員送上月球。在這種預(yù)算環(huán)境下，宇航局啟動(dòng)了3項(xiàng)降落傘測(cè)試計(jì)劃， 分別是進(jìn)入行星大氣層降落傘計(jì)劃(以下簡(jiǎn)稱PEPP)，超音速行星進(jìn)入探測(cè)器計(jì)劃(以下簡(jiǎn)稱SPED)和超音速高空降落傘實(shí)驗(yàn)(以下簡(jiǎn)稱SHAPE)。
PEPP計(jì)劃進(jìn)行了16次高空超音速展開(kāi)測(cè)試，其中有8次使用盤縫帶傘，1次在上層大氣層對(duì)直徑64.7英尺的降落傘進(jìn)行超音速測(cè)試。當(dāng)時(shí)的降落傘共有72個(gè)幅段(“好奇”號(hào)降落傘共有80個(gè)幅段，用以降低織物壓力和允許使用輕型織物)和72根將降落傘與束帶連接在一起的傘繩。測(cè)試時(shí)，束帶與載荷相連。載荷是一個(gè)直徑15英尺(約合4.5米)的模擬飛船。
1967年7月28日，整個(gè)結(jié)構(gòu)——載荷以及減速傘——在新墨西哥州羅斯威爾的沃克空軍基地進(jìn)行測(cè)試，搭乘一個(gè)2600萬(wàn)立方英尺(約合73萬(wàn)立方米)的熱氣球進(jìn)入高空。3小時(shí)后，載荷進(jìn)入測(cè)試所需高度——白沙導(dǎo)彈試驗(yàn)場(chǎng)上空大約13萬(wàn)英尺(約合4萬(wàn)米)。這一高度能夠模擬降落時(shí)在火星上層大氣層遇到的環(huán)境。
達(dá)到這一高度后，載荷脫離熱氣球。3.8秒后，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，將模擬飛船的速度提升到1.5馬赫。在此之后，束帶拉開(kāi)，彈出降落傘。降落傘隨即充氣，一度短暫塌陷，隨后再次充氣，3秒鐘內(nèi)完全充氣并趨于穩(wěn)定。測(cè)試中遇到的唯一一個(gè)大問(wèn)題是傘蓋的2個(gè)幅段出現(xiàn)破損，導(dǎo)致最小表面積減少不到0.5%。這項(xiàng)測(cè)試取得成功，證明在稀薄大氣中打開(kāi)直徑64.7英尺盤縫帶傘具有可行性。這種降落傘充氣后可產(chǎn)生足夠阻力，減緩載荷朝著目標(biāo)行星表面的降落速度。