3 月 21 日消息，據國外媒體報道，美國國家航空航天局(NASA)日前宣布，其已經(jīng)完成 Mars 2020 任務(wù)航天器的首次整機任務(wù)測試工作，后期將開(kāi)展進(jìn)一步的火星場(chǎng)景測試。

　　2021 年 2 月 18 日下午早些時(shí)候的 7 分多鐘時(shí)間里，美國國家航空航天局 Mars 2020 任務(wù)的航天器將執行約 2.7 萬(wàn)次命令，從太空邊緣加速飛向火星的 Jezero 隕石坑。這將是重達 1050 千克的 Mars 2020 火星車(chē)第一次觸碰到這顆紅色星球。而在登陸火星之前，Mars 2020 任務(wù)的處理器、傳感器和發(fā)射器網(wǎng)絡(luò )將會(huì )多次進(jìn)行模擬著(zhù)陸。

　　“我們于今年 1 月 23 日首次成功完成模擬著(zhù)陸，”加州帕薩迪納噴氣推進(jìn)實(shí)驗室 Mars 2020 任務(wù)系統工程師希瑟·巴頓(Heather Bottom)說(shuō)。“兩天后，火星車(chē)再次完成模擬登陸。”

　　巴頓是 ST1 測試項目負責人，這是 Mars 2020 工程團隊首次有機會(huì )對航天器主要組件進(jìn)行測試。在今年 1 月份的兩周多時(shí)間里，巴頓和其他 71 名 Mars 2020 任務(wù)工程師接管了噴氣推進(jìn)實(shí)驗室航天器組裝設施的 High Bay 1 號潔凈室，將軟件和電子系統安裝到該項目的巡航艙、進(jìn)入艙、下降艙以及火星車(chē)上。

　　“ST1 是一個(gè)巨大的測試工程，”巴頓說(shuō)。“這是我們第一次在航天器組件上運行軟件，確保它們相互匹配。”

　　Mars 2020 任務(wù)的軟件可以追溯到曾經(jīng)造訪(fǎng)火星的勇氣號、機遇號探測車(chē)，以及自 2012 年以來(lái)一直在探索火星 Gale 隕石坑的好奇號火星探測車(chē)。但 Mars 2020 任務(wù)有所不同，其有著(zhù)不同的火星車(chē)，不同的科學(xué)儀器，不同的目的地。因此設備軟件必須進(jìn)行相應調整。

　　2013 年，Mars 2020 任務(wù)飛控軟件的研發(fā)工作正式啟動(dòng)。技術(shù)人員先是通過(guò)電腦進(jìn)行編碼，反復分析、測試以及再編碼。然后飛控軟件被導入航天器測試平臺，與航天器所配置的電腦、傳感器和其他定制電子元件結合起來(lái)，以模仿將于 2020 年發(fā)射升空的火星探測器。

　　“虛擬工作站和測試平臺是這個(gè)過(guò)程的重要組成部分，”巴頓說(shuō)。“但是，這次任務(wù)中的成千上萬(wàn)個(gè)獨立組件并不一定會(huì )像在測試平臺上那樣完全發(fā)揮作用或做出反應。讓飛控軟件和實(shí)際硬件一起工作是在測試過(guò)程中建立信心的最好方法。像真實(shí)任務(wù)一樣進(jìn)行測試。”

　　在 ST1 測試開(kāi)始的前一天，High Bay 1 號潔凈室里擠滿(mǎn)了工程師和技術(shù)人員，他們正在組裝、檢查測試任務(wù)硬件。第二天也就是 1 月 16 日，潔凈室里只留下兩名技術(shù)人員監測飛行測試硬件。電子電纜線(xiàn)路被插到飛船的巡航階段、后殼、下降艙和火星車(chē)的底盤(pán)上，為整個(gè)測試提供數據和動(dòng)力。地面到航天器的通信測試是通過(guò)X波段無(wú)線(xiàn)電傳輸來(lái)進(jìn)行的，就像真實(shí)任務(wù)的情況一樣。

　　ST1 測試的第一個(gè)指令是給航天器的電子元件充電，并進(jìn)行熱能、電力和通信配置。2020 年 7 月 17 日，Mars 2020 航天器將位于卡納維拉爾角 41 號發(fā)射臺高約 58 米的阿特拉斯 541 火箭頂部。當所有的航天器部件都在潔凈室時(shí)，巴頓和她的團隊讓航天器以為自己正在火箭頂部等待發(fā)射進(jìn)入太空。

　　接下來(lái)，在測試著(zhù)陸過(guò)程之前，團隊將注意力集中在航天器的巡航上。然后他們又做了一遍。

　　在成功發(fā)射后，團隊將時(shí)間加快了 40 天來(lái)模擬深空巡航。當軟件和硬件必須執行導航修復和軌跡修正操作時(shí)，它們將如何交互?當沒(méi)有按計劃進(jìn)行時(shí)，它們將如何工作?研究小組在潔凈室旁邊測試操作室里的電腦屏幕上尋找答案。

　　“從測試操作室，你可以清楚看到潔凈室的地板，可以清楚看到飛行硬件，”巴頓說(shuō)。“沒(méi)有什么明顯的移動(dòng)，但在外部結構之下，有飛行計算機交換數據，無(wú)線(xiàn)電收發(fā)傳輸，燃料閥開(kāi)開(kāi)合合，子系統通電后關(guān)閉，電信號被發(fā)送到不存在的點(diǎn)火裝置。實(shí)際上里面發(fā)生了很多事情。”

　　1 月 30 日，火星 2020 測試團隊完成了 1000 多頁(yè)的 ST1 測試程序。他們進(jìn)行了兩次火星著(zhù)陸測試，進(jìn)行了四次發(fā)射測試，進(jìn)行深空巡航，執行了幾次軌跡修正，甚至測試了飛行中如何應對偏離目標的情況。這在一年多的時(shí)間里首次對飛行硬件和軟件進(jìn)行整體測試，證明了哪些地方表現很好，哪些地方還可以改進(jìn)。當這些新變化在虛擬工作站和測試臺上被研究后，測試團隊將有機會(huì )繼續進(jìn)行其他系統性測試。

　　“未來(lái)的一個(gè)場(chǎng)景測試將把火星車(chē)置于熱室中，并模擬其在火星表面的運行狀態(tài)。它還將在非常低的火星表面溫度下完成關(guān)鍵任務(wù)。” 巴頓說(shuō)，“無(wú)論從字面上還是從象征意義上來(lái)說(shuō)，這都將是一個(gè)非?？岬臏y試。”
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