火星探測器設計藍圖曝光

 

 

載人火星探測器可以改變火星的景觀（蒙哥馬利國際設計公司）

 

 

載人火星探測器

 

 

附加了起重機，宇航員可以將機器人探測器吊起放回原位置

　　儘管美國宇航局的載人太空探測計畫一直處於搖擺不定的狀態，不過對於未來的載人火星探測仍然存在著許多創新觀念。從行星際火箭到新一代的無人勘測機器人，我們所獲取的這些技術最終會將人類宇航員送到火星上。讓我們來看看最新設計的載人火星探測器。

　　一家伊利諾斯州的設計咨詢公司接受了這項挑戰。一月份，他們設計的載人火星探測器獲得了芝加哥雅典娜神廟建築設計博物館運輸工具類的「最佳設計獎」。同獲得「最佳設計獎」的其他產品中，還有梅塞德斯的SLR小轎車和蘋果公司的iPod touch。

　　功能性設計

　　我們都見到過太空梭的「先進設計理念」，它們通常都來源類似的科幻小說之中。未來的太空梭總是具有流線型設計和球型船艙。然而，這些設計的主要缺陷在於，這些太空梭通常體積很大，其中包含了大量無用的空間。

　　在現實中，將任何物體從地球運輸到火星上，都需要實現緊湊的空間。蒙哥馬利國際設計公司是一家家族運營的設計咨詢公司，該公司的所有人格雷格·蒙哥馬利說：「探測器要以拆解的狀態運到火星上。在飛船內部有大量空置的空間，因此這種探測器要做的第一件設計工作，就要解決在火星上能夠將其輕易組裝到一起的技術。」

　　載人火星探測器融合了許多帶有人性因素的工業設計工程。工程師首先將未來的火星探測者的需求確定下來，然後根據這些需求更改了太空梭的設計。這是一種稱之為「功能性分析」的技術。這與設計團隊與加利福尼亞的人體工學設計團隊的史蒂芬·凱西博士共同合作，能夠將模塊化的船體組裝在一起，在其中宇航員可以舒適地工作、睡眠和鍛煉，為時每次可達三周，穿越幾百英里的距離。

　　飛船的模塊可以根據探測任務進行交換，模塊包括一架起重機(可以提升起重載設備)，還有供科學家進行現場分析的實驗室。

　　蒙哥馬利說：「與通常的宇航飛船一樣，該設計的關鍵因素之一依然是冗余度的問題。」這意味著需對設計進行精心考慮，即應該具備各種備份系統和自動防故障系統以防出現系統故障問題。任何一位火星探險者最不願意遇到的事情便是在穿越火星的水手谷(Valles Marineris)時發生了爆胎的狀況，之後還發現沒有備胎可用。(儘管這些輪胎不必充滿空氣，但是它們裡面會填滿輕型泡沫。)

　　火星標準

　　該探測器需要有高度的自動能力，在從火星上撤退時它也能當作一個緊急疏散基地。同時它應該具備可靠、穩定的能源供應，最好能夠使用放射性同位素熱電發生器 (RTG)。RTG已為許多太空任務提供動力，包括美國宇航局的「卡西尼號」和「新視野」探測器。在放射性物質的小球衰退過程中可以產生出熱量，從而將其轉化為電能。

　　儘管太陽能電池板也為一些小型的機器人任務提供電力，如「勇氣號」和「機遇號」，但RTG輸送的電力可以滿足載人探測任務的需求，並且不會受到塵暴的影響，從而給太陽能電池板帶來毀滅性的打擊。為了便利的目的，該設計團隊建議使用「火星標準」的RTG電池。這種電池也能插到其他探測器、設備和陸地中使用。

　　快樂旅程

　　格雷格·蒙哥馬利的兒子基普作為該項目的設計主管，主要專注下面這個問題：即宇航員盡量在登陸火星的基礎下，讓他們如何探索這塊大陸的方法。儘管探測器中包含了去除宇航服中細粉塵的設計，其船艙的設計還是盡量滿足宇航員的舒適感。因此船艙中的宇航員可以呆在裡面，直接操作外部的機器人手臂，將灰塵污染降至最低程度。

　　格雷格·蒙哥馬利表示：「內部團隊還有一個想法，即探測器應該使用與火星的單一色調相配的顏色。經過研究表明紅色讓人興奮，甚至可以刺激人。因此，在漫長的探測旅程中，船舶內部使用藍色與綠色可以抵消火星的色調。同樣內部光線也應該利用光譜進行調節，從而為宇航員提供一個舒適的環境。當在黑暗中行駛時，也可以提高夜視能力。」

　　聯合收割機與火星探測器的結合體？

　　有關載人火星探測器最有趣的一點可能是蒙哥馬利國際設計公司已經具有長達25年的農業設備設計經驗。農業機械需要可靠、有效和牢固的設計。所有這些品質對於火星探測器而言顯然都應該具備。蒙哥馬利補充說：「在火星探測器與聯合收割機的設計之間存在著諸多相似處。觀察一下這台聯合收割機的擋風玻璃，這是凸面的，可以獲得更好的視野。」

　　收割機的外形也被火星探測器繼承下來，它為未來的火星駕駛員提供了寬闊的視野，以便於在這個遍佈圓石的火星平原和陡峭山峰上駕駛探測器。

　　2037年製造完成？

　　截止目前，我們還沒提到一個重要的問題：我們究竟到何時才能看到載人火星探測器登陸火星地表呢？答案就是2037年。

　　那時，地球與火星的接觸將會更加密切 (這是一件有「異議」的天文事件)。2007年，美國宇航局表示2037年將是實現火星載人探測計畫的理想時間。該探測器設計，或者其部件有望用於這次探測任務中。

　　然而，自2007年以來情況已發生了很大變化，特別是美國的「星座項目」取消之後，美國宇航局目前對於向行星派遣宇航員沒有明確的時間規劃，更不提火星了。儘管該公司的設計在國際設計大賽上獲得了承認，格雷格和基普父子都很關心一些實際的太空計畫。

　　格雷格說：「我認為在2037年火星載人探測計畫是可以實現的，但它取決於現在的政府決策。所以目前情況未知。」