火星探测车( 四 ) _生活百科

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火星表面上的“勇气号”的俯视图第二种是高速UHF无线电，负责和两颗已运行在火星轨道的卫星进行通讯——“火星奥德赛”和“火星全球勘测者”卫星。当一颗卫星出现在探测车上空时，探测车会把数据快速注入卫星，持续的时间大概为8分钟（每次卫星通过时）。探测车能以每秒128Kbit的速度传送数据，使用的无线电功率为15瓦。接着，当地球出现在卫星视野中时，卫星利用2.5米长的天线和100瓦功率的无线电设备再将数据传回地球。这就是大部分照片数据返回地球的方式。每天通过这些通道传回地球的数据可达10MB 。最后是探测车上直径0.3米的定向（高增益）天线。当地球出现在探测车视野範围内时，探测车天线能追蹤到地球并实现与地球上的科学家和工程师的直接通讯。由于地球与火星之间距离为3.22亿公里，所以通讯时会有20分钟的往返延时。探测车使用40瓦的无线电，每分钟只能传递12Kbit的数据。因为这是一种直接连线，所以NASA用它来向探测车传送指令和接收重要数据。然而，由于行星的排列以及无线电所需能量等原因，这种连线在一天当中的可用时间只有3个小时。火星探测车一天的工作通常在一天当中，每台探测车会向地球传送照片、仪器数据和状态数据。科学家根据当天及前一天的数据来做出相应的决策。然后科学家藉助高增益天线，透过3个小时的直接通讯视窗，将指令传送给探测车。在接下来的20个小时内，探测车自行工作，包括执行指令并将数据传给上空的两颗卫星。探测车的指令可能是命令它前往一块新的岩石、磨削岩石、分析岩石、拍摄照片或者使用其他仪器蒐集数据。在为期大约90天的时间内探测车和科学家们都将重複这样的工作模式。之后，探测车的能量开始衰竭。同时，火星和地球的距离将会越来越远，给通讯带来更大的困难。最后，当探测车没有足够能量或者距离太远导致无法通讯的时候，探测任务便宣告结束。

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探测车正在工作 MSC Adams助力“好奇号”执行火星任务MSC Software Corporation日前宣布，在好奇号探测车出色完成的下降和着陆火星的任务中，该公司的Adams多体动力学软体从中扮演了至关重要的角色。NASA喷气推进实验室(JPL)的工程师团队曾对天空起重机的操作序列进行了一系列重要的计算机仿真。JPL团队成功、精确地将探测车降落到这个红色星球上，众人称之为“巨大的技术成就” 。JPL在Adams上进行的计算机仿真对于此次着陆任务而言是不可或缺的。例如，探测车分离期间，在下降速率限制器(DLR)/束带布放的“双体”阶段必须防止探测车与飞行器相互碰撞或接触。藉助Adams，工程师们能够对这一极其重要的过程进行建模并仿真。除分离过程以外，Adams仿真还被用于研究从有动力下降直至触地的整个过程。飞行器携带的探测车以每小时13000英里的速度飞行，必须减速以便天空起重机把探测车安全降落到火星表面。JPL的工程师团队建立了若干Adams子模型，其中包括高度逼真的探测车细节模型。这些工作比以往的探测车建模困难数倍，包括开发移动布放的模型、探测车分离的模型以及着陆触地的模型。勇气号和机遇号火星车定位方法评述在美国国家航空航天局(NASA)2003火星探测车任务中，勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)火星车携带相同的科学和工程仪器于2004 年1月4 日和25 日分别在古谢夫陨石坑(Gusev Crater)和梅里迪亚尼平原(Meridiani Planum)成功着陆，业务化运行至今(2009年6月底)已近5 年半的时间，在科学发现和工程实施方面都取得了空前的成功，而高精度的火星车定位对安全行驶及科学目标和工程目标的实现发挥了关键性的作用。勇气号和机遇号火星车的定位运用了无线电测控定位、航迹推算、太阳图像确定方位角、视觉测程、光束法平差定位、地面影像与高解析度卫星影像对比等多种方法，每种方法都有其自身的优点和局限，多种方法的最佳化组合保证了定位信息的及时、精确。无线电测控定位勇气号和机遇号火星车用其无线电系统同地球跟蹤站直接通信或与火星轨道器通信，根据无线电信号的都卜勒频移来确定火星车在火星惯性参考系统中的位置。通过多次重複测控定位，火星车在惯性参考系统中的定位精度可达1-10m 。无线电测控确定的火星车位置可以转换到星固参考系统中，转换精度为±250m 。