NASA下一个火星飞船的隔热罩在测试时坏了

NASA的下一个火星飞船的隔热罩刚刚打开。幸运的是，工程师们在地球上测试中发现了这一点，远在2020年火星探测器在火星上寻找可居住环境之前。在准备着陆时，探测器和飞行器的起落架都将被封装在一个防护材料中：隔热层——在穿越火星大气层的过程中保持它们的安全。在洛克希德·马丁公司进行了一周的结构测试后，工程师于4月12日发现了这一断裂。这一裂缝是意料之外的，但是NASA的喷气推进实验室(该实验室负责管理任务的发展)说，任务应该在2020年如期完成。

火星科学实验室进入火星大气的概念图，图片：NASA/JPL-Caltech

在着陆前，热屏蔽在火星大气中着陆时，受到的伤害比火星2020年火星探测器所遇到的要大20%。工程师们经常对空间设备进行测试，以确保设备在正常情况下能够正常工作。喷气推进实验室在一份声明中说：断裂发生在盾的外边缘，并跨越了组件的周长，正在努力了解断裂的原因，并确定是否需要将任何设计改变纳入替换。一个替代的隔热罩将会被建造，但是NASA告诉NPR，它还没有估计的成本。目前，科学家们将修复裂缝的隔热罩以进行更早的发射测试。早在2008年，10年前首次测试了热屏蔽。它最初是作为成功的火星好奇号探测车的一个备用盾牌。

2012年8月，“好奇号”登陆火星，现在在盖尔陨石坑的着陆地点附近有一座大山。隔热罩采用的是酚醛浸渍碳烧蚀剂(PICA)，它是一种轻量的复合材料。(任务管理人员试图减轻航天器的重量，因为较轻的宇宙飞船需要更少的火箭燃料)美国国家航空航天局还成功地在“星尘号”任务上发射了一颗“PICA盾”，该探测器于2006年返回了一颗彗星的样本。在美国国家航空航天局(NASA)成功与PICA取得成功的漫长历史启发下，SpaceX公司为“龙”货运飞船制造了自己的PICA另外版本。龙定期向国际空间站运送物资，目前还没有重大的隔热问题。SpaceX公司还在建造一种运载人类，该公司应该在未来一年左右开始试飞。

尽管PICA热屏蔽在太空飞行中得到了很好的测试，但在2013年的《宇宙飞船与火箭》杂志上的一项研究表明，它在结构上是脆弱的。在这项研究中，美国国家航空航天局的研究人员对烧焦的PICA、“未使用的”PICA和一种叫做纤维形态的前体材料进行了断裂试验。他们感兴趣的是在微尺度上找出热屏蔽故障。前体物质确实比原始的和烧焦的异象更弱。研究人员还发现，在PICA材料中存在一个“多孔基质”有助于吸收断裂能量。目前还不知道2020年火星的热屏蔽裂缝。喷气推进实验室在声明中表示：虽然断裂是意料之外的，但它代表了为什么太空飞行的硬件要提前进行测试，以便在发射前进行设计更改或修复。

但是2020年火星上的挫折也显示了探索火星的难度。多年来，许多航天器在那里消失了，最近的一次是在2016年，欧洲航天局(European Space Agency)的ExoMars Schiaparelli测试着陆器。NASA的InSight lander原本应该在2016年发射，但是发射推迟到2018年5月5日(如果它按时发射的话)。任务管理人员发现了这次任务的主要工具之一：内部结构的震荡实验。火星和地球只会对每两年发射一次的航天器有利，因为当行星距离足够近的时候，宇宙飞船就可以在不使用大量燃料的情况下飞到火星上去，所以NASA决定等到2018年下一次火星发射的时候。

博科园-科学科普｜文：Elizabeth Howell/Live Science