3 月 21 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)國(guó)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(jī)任務(wù)測(cè)試工作，后期將開(kāi)展進(jìn)一步的火星場(chǎng)景測(cè)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(guó)國(guó)家航空航天局 Mars 2020 任務(wù)的航天器將執(zhí)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(dá) 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(huì)多次進(jìn)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(jìn)實(shí)驗(yàn)室 Mars 2020 任務(wù)系統(tǒng)工程師希瑟·巴頓(Heather Bottom)說(shuō)。“兩天后，火星車再次完成模擬登陸。”

　　巴頓是 ST1 測(cè)試項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，這是 Mars 2020 工程團(tuán)隊(duì)首次有機(jī)會(huì)對(duì)航天器主要組件進(jìn)行測(cè)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(yàn)室航天器組裝設(shè)施的 High Bay 1 號(hào)潔凈室，將軟件和電子系統(tǒng)安裝到該項(xiàng)目的巡航艙、進(jìn)入艙、下降艙以及火星車上。

　　“ST1 是一個(gè)巨大的測(cè)試工程，”巴頓說(shuō)。“這是我們第一次在航天器組件上運(yùn)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(hào)、機(jī)遇號(hào)探測(cè)車，以及自 2012 年以來(lái)一直在探索火星 Gale 隕石坑的好奇號(hào)火星探測(cè)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(xué)儀器，不同的目的地。因此設(shè)備軟件必須進(jìn)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(dòng)。技術(shù)人員先是通過(guò)電腦進(jìn)行編碼，反復(fù)分析、測(cè)試以及再編碼。然后飛控軟件被導(dǎo)入航天器測(cè)試平臺(tái)，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(lái)，以模仿將于 2020 年發(fā)射升空的火星探測(cè)器。

　　“虛擬工作站和測(cè)試平臺(tái)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(dú)立組件并不一定會(huì)像在測(cè)試平臺(tái)上那樣完全發(fā)揮作用或做出反應(yīng)。讓飛控軟件和實(shí)際硬件一起工作是在測(cè)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(cè)試。”

　　在 ST1 測(cè)試開(kāi)始的前一天，High Bay 1 號(hào)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(cè)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(cè)飛行測(cè)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(gè)測(cè)試提供數(shù)據(jù)和動(dòng)力。地面到航天器的通信測(cè)試是通過(guò)X波段無(wú)線電傳輸來(lái)進(jìn)行的，就像真實(shí)任務(wù)的情況一樣。

　　ST1 測(cè)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(hào)發(fā)射臺(tái)高約 58 米的阿特拉斯 541 火箭頂部。當(dāng)所有的航天器部件都在潔凈室時(shí)，巴頓和她的團(tuán)隊(duì)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(cè)試著陸過(guò)程之前，團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)將時(shí)間加快了 40 天來(lái)模擬深空巡航。當(dāng)軟件和硬件必須執(zhí)行導(dǎo)航修復(fù)和軌跡修正操作時(shí)，它們將如何交互?當(dāng)沒(méi)有按計(jì)劃進(jìn)行時(shí)，它們將如何工作?研究小組在潔凈室旁邊測(cè)試操作室里的電腦屏幕上尋找答案。

　　“從測(cè)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(jié)構(gòu)之下，有飛行計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，無(wú)線電收發(fā)傳輸，燃料閥開(kāi)開(kāi)合合，子系統(tǒng)通電后關(guān)閉，電信號(hào)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(cè)試團(tuán)隊(duì)完成了 1000 多頁(yè)的 ST1 測(cè)試程序。他們進(jìn)行了兩次火星著陸測(cè)試，進(jìn)行了四次發(fā)射測(cè)試，進(jìn)行深空巡航，執(zhí)行了幾次軌跡修正，甚至測(cè)試了飛行中如何應(yīng)對(duì)偏離目標(biāo)的情況。這在一年多的時(shí)間里首次對(duì)飛行硬件和軟件進(jìn)行整體測(cè)試，證明了哪些地方表現(xiàn)很好，哪些地方還可以改進(jìn)。當(dāng)這些新變化在虛擬工作站和測(cè)試臺(tái)上被研究后，測(cè)試團(tuán)隊(duì)將有機(jī)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行其他系統(tǒng)性測(cè)試。

　　“未來(lái)的一個(gè)場(chǎng)景測(cè)試將把火星車置于熱室中，并模擬其在火星表面的運(yùn)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)非常酷的測(cè)試。”
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