美国宇航局周四证实,SpaceX公司将使用猎鹰重型火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射欧洲航天局的罗莎琳德·富兰克林火星探测车,最早可能在2028年底发射。
美国国家航空航天局(NASA)已批准其“罗莎琳德·富兰克林”号支持与增强(ROSA)项目启动实施,这凸显了NASA与欧洲航天局(ESA)“罗莎琳德·富兰克林”号任务的持续合作。该任务由ESA牵头,ESA负责提供航天器(包括运载舱)、着陆平台以及火星车和地面作业设备。
那么,为什么NASA要决定用哪枚火箭发射欧洲的旗舰火星探测任务呢?
这背后有着一段漫长的故事,涉及到寻找地外生命、激烈的政治纷争,以及—令人意想不到的是—俄乌战争。
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发展历程
欧洲的“罗莎琳德·富兰克林”号火星探测任务的历史可以追溯到以前。
1997年,NASA首次成功将火星探测车送上火星几年后,欧洲航天局(ESA)也提出了向这颗红色星球发射移动机器人的计划。
这辆欧洲探测车隶属于名为“曙光”(Aurora)的项目,项目官员原本希望在2009年将其发射升空空天论道。俄罗斯原本计划提供一枚联盟号火箭将探测车送往火星。
欧洲火星探测车原计划于2018年与一辆尺寸相近的美国火星探测车同步飞往火星。
基于喷气推进实验室“天空起重机”架构的着陆系统将同时把两辆探测车送至火星表面。欧洲轨道飞行器旨在探测火星大气中的甲烷痕迹,
计划于2016年发射,比探测车早两年。美国宇航局同意使用联合发射联盟的两枚阿特拉斯五号火箭发射2016年和2018年的探测任务。
但不到三年后,NASA就退出了这项协议。2012年,奥巴马政府以预算限制(例如詹姆斯·韦伯太空望远镜的成本超支)为由,取消了NASA在ExoMars项目中的大部分参与。
欧洲航天局自身也面临资金限制,无力独自承担NASA在发射和着陆系统方面的投入。
相反,欧空局转而与俄罗斯合作,委托俄罗斯使用两枚质子号火箭发射轨道器和火星车,并提供返回系统将火星车送达火星。作为交换,欧空局同意在轨道器和火星车任务中搭载俄罗斯的科学仪器。
这对俄罗斯科研机构来说无疑是一大福音。如果没有像ExoMars这样的国际合作项目空天论道,他们几乎没有任何现实的可能将自己的科研载荷送上这颗红色星球。
2016年,俄罗斯使用质子号火箭成功发射了欧洲制造的火星微量气体探测器(ExoMars Trace Gas Orbiter)。该探测器至今仍在火星轨道上运行,传回科学数据,并为NASA的好奇号和毅力号火星车提供通信中继服务。
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ExoMars Trace Gas Orbiter
搭载在该探测器上的小型欧洲技术演示探测器在抵达火星后坠毁。
2022年2月俄乌战争后,一切再次发生变化。
欧洲航天局切断了与俄罗斯航天局的大部分联系,终止了与俄罗斯的ExoMars火星探测任务合作空天论道。当时,包括俄罗斯火箭和火星下降级在内的所有任务部件都已建造完毕,只待最终组装。欧洲航天局还从该任务中移出了两台俄罗斯科学仪器。
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现在任务
美国政府再次出手,为“罗莎琳德·富兰克林”号火星车提供前往火星的“运输”支持。美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)于2024年正式签署了这项新协议,
周四,NASA宣布将“罗莎琳德·富兰克林”号的发射合同授予SpaceX公司。猎鹰重型火箭将成为NASA计划用于发射欧洲首辆火星探测车的第四枚火箭空天论道。这一次,双方正式签订了合同。这很可能是SpaceX公司首次火星发射任务。
该计划最早将于 2028 年底使用 SpaceX 的猎鹰重型火箭从 NASA 肯尼迪航天中心的 39A 发射台发射前往火星。
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美方承诺提供运载火箭、着陆所需的制动发动机以及小型核动力加热器,以确保火星车在火星夜晚保持其精密电子设备的温度。
NASA此前已为这辆欧洲火星车交付了一台质谱仪,用于分析火星土壤,寻找有机分子的标记物空天论道。包括该任务的运载火箭、火星车着陆器平台的推进系统、火星车内部系统的放射性同位素加热器单元以及火星有机分子分析仪科学仪器的部分组件。
欧洲航天局(ESA)负责提供火星探测车和运载飞船,将其送往火星。欧洲还负责着陆平台的整体组装以及在火星表面操控探测车。
空中客车公司在英国建造了探测车,并为着陆器提供主体结构。着陆器将降落在火星表面,并展开坡道供探测车脱离,开始其任务。
德国OHB公司制造了运载飞船(或称巡航级),负责将探测车从地球运送到火星空天论道。意大利泰雷兹阿莱尼亚宇航公司负责所有部件的组装以及发射前的准备工作。
这辆六轮火星车将能够钻探到火星表面以下两米深处以寻找火星上过去存在生命的证据。
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罗莎琳德·富兰克林号火星探测车离开火星着陆平台的示意图
计划于2028年发射的“罗莎琳德·富兰克林”号火星探测车将成为首个在火星表面下寻找过去或现在生命迹象的火星探测车。
意义
如果这次一切顺利,火星探测任务将结束这辆火星车长达25年的停滞期。
因为该项目于2001年构思,在经历了一系列不可避免的延误后,NASA于2009年加入。
2012年, NASA宣布由于预算限制退出该项目。随后俄罗斯接手,但当发射再次出现希望时,俄乌战争开始,结束了双方的合作关系。
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2020年设计图
2024年,NASA和ESA达成协议,将“罗莎琳德·富兰克林”号火星车送上火星。但NASA方面却屡遭特朗普政府削减预算的企图。最近一次削减预算的提议是在“阿尔忒弥斯2号”宇航员执行绕月任务期间提出的。
欧洲航天局此前从未成功登陆火星。美国宇航局提供的着陆平台用有飞行验证的反推火箭就是为此项目做出的贡献。
美国宇航局喷气推进实验室的专家还帮助欧洲工程师解决了着陆器降落伞系统的问题。该系统负责在最终着陆前点燃减速火箭,将着陆器减速至亚音速。
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假设罗莎琳德·富兰克林号探测器于 2028 年底发射,将于 2030 年抵达火星,它将采取比通常更长的路线,以避免在火星全球沙尘暴季节着陆。
尽管等待发射的时间很长空天论道,但欧洲航天局表示,这辆火星车的性能和科学目标对于火星探测“仍然具有现实意义”。
“罗莎琳德·富兰克林”号将是首个从火星地壳深处(约2米)提取和分析土壤样本的任务。
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美国宇航局的科学家在2022年发表的一篇论文中写道,在这样的深度,蕴藏着远古火星生命痕迹的有机分子应该免受数十亿年的辐射侵蚀,而辐射会“不可逆转地破坏远古有机生物标志物”。
那你认为是否能顺利发射并安全到达火星呢?
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