贾浩楠 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

黄沙漫天、烟尘滚滚，美国火星车“毅力号”传回了恐怖7分钟视频：

何谓“恐怖”7分钟？

这是火星登陆最后，也是最危险阶段，其间，航天器完全失去任何通信手段，只能靠自主控制完成着陆动作。

之前NASA的几次火星探测任务中，只获得过分辨率有限的图像或短视频。

而毅力号传回的视频，是人类首次记录下高清的火星探测器第一人称视角的着陆实况，总量高达30GB。

而NASA公布的内容，也让我们更直观的了解3个月后，“天问一号”即将经历的一切。

你是个成熟的火星车了…

成熟的火星车，要学会自己完成着陆。

从进入火星大气开始，直到完成着陆的7分钟，毅力号无法与外界通信。

而就在这7分钟“黑障”内，毅力号要通过自主控制，将速度从将近7000m/s，下降到0，而且还要稳稳当当落在火星表面。

在NASA公布的视频中，开头就是打开降落伞的画面：

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（降落伞图案暗藏玄机，文末揭晓！）

紧接着，隔热护罩被弹出，在视频中，可以看到用来弹射护罩的一个弹簧已经折断，但这并没有影响整个过程：

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之后，摄像机捕捉到的，就是赤红且荒凉的火星地表。

在这个过程中，登陆器不断减速，摄像机不断拍摄地表情况，并将数据传回火星车处理器，选择具体较为合适的降落点。

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达到一定高速和速度后，降落伞会脱离，由“喷气背包”接替，完成我们前几天介绍过的“倒挂式”减速着陆：

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最后，在离地表约70英尺的地方，反推器将火星车车本身吊出着陆器，并将其“轻放”在地面上：

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然后飞走自行坠毁：

NASA放出的视频中，配有实时解说，但是要清楚，火星距离地球很远，即使是‍光，最快也得走十分钟左右。

所以，NASA工作人员看到的也不是真正的“直播”，而是着陆已经成功十几分钟后传回的画面。

这七分钟，恐怖在哪？

毅力号一气呵成，但是，这次任务之前，NASA曾直言“恐怖7分钟”的任务成功率只有40%。

到底难在哪？

“恐怖7分钟”，从火星车脱离航天器，进入火星大气层开始算起，直到完成着陆动作，稳稳当当地停在火星地表。

（动图为NASA动画演示，非实况录像）

任何登录火星的飞行器，都必须要面对这一道难关。

相比地球而言，火星稀薄的大气构成，反倒让设备的减速和姿态控制更加难。

而在下降过程中，隔热层与大气摩擦产生的超高温表面，会形成一层等离子团。

等离子团会屏蔽掉信号，这就使得控制中心无法直接操作飞船，只能依靠自动。

这种处于“屏蔽信号”的状态被称为“黑障”状态，而飞船所经过的这个区域也被称为黑障区。

而且，火星里地球距离较远，一般数据信号传输最快也需十几分钟。

所以火星车一旦进入大气层，一切都得“靠自己”。

直到安全着陆，重新和NASA布设在火星轨道的中继卫星建立通信联系。

在这7分钟内，当防热措施、降落伞、气囊和缓冲火箭等能否按程序工作，都是着陆成功与否的关键，稍有差错任务就会失败。

之前，有很多飞船千里迢迢几亿公里来到火星，然后最后在降落时失败了。

火星也因此拥有了一个名号：探测器坟场。

这么艰难的挑战，计划在3个月后同样在火星着陆的中国火星探测器“天问一号”，现在怎么样了？

我们的“天问一号”，准备好了吗？

首先要先回答一个问题，为什么“天问一号”先到火星，登陆时间却比美国的毅力号晚三个月？

实际上，天问一号除了在火星上留下自己的脚印，还有另外一个重要任务。

那就是用三个月时间，进行火星表面地图扫描绘制，包括记录火表的大气、磁场、信风、温差等数据。

这一切都会为天问一号后续任务，和今后中国的所有火星探测任务积累重要数据。

对于美国来说，开展火星探测较早，这些路都走过一遍，所以毅力号选择直接“一头扎向”火星表面。

目前，天问一号已经于2月10号入轨，并计划于5月左右，实施火星车登陆任务。

与毅力号直接进行“空中吊车”着陆的方式不同，天问一号将采用动力下降进行着陆的方式，即火箭反推悬停降落技术。

就是说，反推火箭会一直工作，直到着陆器降落到火星表面。

相比于着陆器本身，这项技术需要的燃料罐和反推火箭体积更大，传感系统也都装在着陆器底部。

由于燃料罐和反推火箭没有办法在着陆前完成脱离，因此，需要着陆腿增大跨距，以提高着陆安全性。

同样，天问一号也将接受“恐怖7分钟”的考验。

天问一号携带的火星车，采用太阳能供电，设计寿命90天。

如果最终这辆火星车成功着陆并运行，将成为人类史上首个一次性完成“绕、落、巡”的火星探测器。

期待它在5月份的表现。

最后，来揭晓毅力号降落伞上的“玄机”。

推特网友@FrenchTech_paf指出：降落伞内部四个同心环的上的红白图案可以解读成一段二进制信息，按照10比特一组进行解读，进行一定的排序后，可以得到三个词 ：

Dare Mighty Things，可以翻译成“挑战伟大”。

而在NASA工作的Paul Ramirez又补充道，降落伞最外面一圈的的图案也有说法，这是一个GPS坐标：

北纬34度11分58秒  西经118度10分31秒。

这是位于美国Pasadena的喷气推进实验室的坐标。

这就是理工科的浪漫吧~

NASA“恐怖7分钟”视频地址：
https://www.youtube.com/watch?v=GUqsH5y1j1M

— 完 —

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