3月21日消息，據(jù)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，后期將開展進一步的火星場景測試。
2021年2月18日下午早些時候的7分多鐘時間里，美國國家航空航天局Mars 2020任務(wù)的航天器將執(zhí)行約2.7萬次命令，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)將會多次進行模擬著陸。
“我們于今年1月23日首次成功完成模擬著陸，”加州帕薩迪納噴氣推進實驗室Mars 2020任務(wù)系統(tǒng)工程師希瑟·巴頓(Heather Bottom)說。“兩天后，火星車再次完成模擬登陸。”
巴頓是ST1測試項目負責人，這是Mars 2020工程團隊首次有機會對航天器主要組件進行測試。在今年1月份的兩周多時間里，巴頓和其他71名Mars 2020任務(wù)工程師接管了噴氣推進實驗室航天器組裝設(shè)施的High Bay 1號潔凈室，將軟件和電子系統(tǒng)安裝到該項目的巡航艙、進入艙、下降艙以及火星車上。
“ST1是一個巨大的測試工程，”巴頓說。“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)造訪火星的勇氣號、機遇號探測車，以及自2012年以來一直在探索火星Gale隕石坑的好奇號火星探測車。但Mars 2020任務(wù)有所不同，其有著不同的火星車，不同的科學儀器，不同的目的地。因此設(shè)備軟件必須進行相應(yīng)調(diào)整。
2013年，Mars 2020任務(wù)飛控軟件的研發(fā)工作正式啟動。技術(shù)人員先是通過電腦進行編碼，反復(fù)分析、測試以及再編碼。然后飛控軟件被導(dǎo)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(jié)合起來，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過程的重要組成部分，”巴頓說。“但是，這次任務(wù)中的成千上萬個獨立組件并不一定會像在測試平臺上那樣完全發(fā)揮作用或做出反應(yīng)。讓飛控軟件和實際硬件一起工作是在測試過程中建立信心的最好方法。像真實任務(wù)一樣進行測試。”
在ST1測試開始的前一天，High Bay 1號潔凈室里擠滿了工程師和技術(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(jiān)測飛行測試硬件。電子電纜線路被插到飛船的巡航階段、后殼、下降艙和火星車的底盤上，為整個測試提供數(shù)據(jù)和動力。地面到航天器的通信測試是通過X波段無線電傳輸來進行的，就像真實任務(wù)的情況一樣。
ST1測試的第一個指令是給航天器的電子元件充電，并進行熱能、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，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)射進入太空。
接下來，在測試著陸過程之前，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，團隊將時間加快了40天來模擬深空巡航。當軟件和硬件必須執(zhí)行導(dǎo)航修復(fù)和軌跡修正操作時，它們將如何交互?當沒有按計劃進行時，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。“沒有什么明顯的移動，但在外部結(jié)構(gòu)之下，有飛行計算機交換數(shù)據(jù)，無線電收發(fā)傳輸，燃料閥開開合合，子系統(tǒng)通電后關(guān)閉，電信號被發(fā)送到不存在的點火裝置。實際上里面發(fā)生了很多事情。”
1月30日，火星2020測試團隊完成了1000多頁的ST1測試程序。他們進行了兩次火星著陸測試，進行了四次發(fā)射測試，進行深空巡航，執(zhí)行了幾次軌跡修正，甚至測試了飛行中如何應(yīng)對偏離目標的情況。這在一年多的時間里首次對飛行硬件和軟件進行整體測試，證明了哪些地方表現(xiàn)很好，哪些地方還可以改進。當這些新變化在虛擬工作站和測試臺上被研究后，測試團隊將有機會繼續(xù)進行其他系統(tǒng)性測試。
“未來的一個場景測試將把火星車置于熱室中，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，“無論從字面上還是從象征意義上來說，這都將是一個非常酷的測試。”(騰訊科技編譯/皎晗)
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