NASA稱完成Mars 2020首次整機任務測試

騰訊科技訊 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，其已經完成Mars 2020任務航天器的首次整機任務測試工作，後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分多鐘時間裡，美國國家航空航天局Mars 2020任務的航天器將執行約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任務的處理器、感測器和發射器網路將會多次進行模擬著陸。

「我們於今年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任務系統工程師希瑟·巴頓（Heather Bottom）說。「兩天後，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月份的兩周多時間裡，巴頓和其他71名Mars 2020任務工程師接管了噴氣推進實驗室航天器組裝設施的High Bay 1號潔凈室，將軟體和電子系統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體，確保它們相互匹配。」

Mars 2020任務的軟體可以追溯到曾經造訪火星的勇氣號、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。因此設備軟體必須進行相應調整。

2013年，Mars 2020任務飛控軟體的研發工作正式啟動。技術人員先是通過電腦進行編碼，反覆分析、測試以及再編碼。然後飛控軟體被導入航天器測試平台，與航天器所配置的電腦、感測器和其他定製電子元件結合起來，以模仿將於2020年發射升空的火星探測器。

「虛擬工作站和測試平台是這個過程的重要組成部分，」巴頓說。「但是，這次任務中的成千上萬個獨立組件並不一定會像在測試平台上那樣完全發揮作用或做出反應。讓飛控軟體和實際硬體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人員，他們正在組裝、檢查測試任務硬體。第二天也就是1月16日，潔凈室里只留下兩名技術人員監測飛行測試硬體。電子電纜線路被插到飛船的巡航階段、後殼、下降艙和火星車的底盤上，為整個測試提供數據和動力。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，並進行熱能、電力和通信配置。2020年7月17日，Mars 2020航天器將位於卡納維拉爾角41號發射台高約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。然後他們又做了一遍。

在成功發射後，團隊將時間加快了40天來模擬深空巡航。當軟體和硬體必須執行導航修復和軌跡修正操作時，它們將如何交互?當沒有按計划進行時，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體，」巴頓說。「沒有什麼明顯的移動，但在外部結構之下，有飛行計算機交換數據，無線電收發傳輸，燃料閥開開合合，子系統通電後關閉，電信號被發送到不存在的點火裝置。實際上裡面發生了很多事情。」

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，進行了四次發射測試，進行深空巡航，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。這在一年多的時間裡首次對飛行硬體和軟體進行整體測試，證明了哪些地方表現很好，哪些地方還可以改進。當這些新變化在虛擬工作站和測試台上被研究後，測試團隊將有機會繼續進行其他系統性測試。

「未來的一個場景測試將把火星車置於熱室中，並模擬其在火星表面的運行狀態。它還將在非常低的火星表面溫度下完成關鍵任務。」 巴頓說，「無論從字面上還是從象徵意義上來說，這都將是一個非常酷的測試。」（騰訊科技編譯/皎晗）

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-mars-2020-rover-is-put-to-the-test

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