美國國家航空航天局的火星2020任務“堅韌”號火星車著陸已經壹個多月了，相關的科學研究任務正在進行。美國的科學家和工程師也已經開始對數據進行初步分析。
讓我驚訝的是，第壹批科學數據輸出居然包含了毅力“鹵味自己”的關鍵數據！
所謂“鐵鍋”中的“鐵鍋”，指的是持之以恒的“隔熱板”；這個鐵鍋還有壹個“鍋蓋”，就是百折不撓的“後殼”。當“堅忍”號進入火星大氣層時，它高速摩擦大氣層，壓縮面前的空氣，導致鍋被加熱到幾千攝氏度，壓力比靜壓高得多，就像高壓鍋壹樣。
自上而下:巡航階段、背殼、下降階段、火星車和堅忍號(火星2020任務)隔熱罩。
進入火星大氣層的過程非常危險，火星著陸器有這個大鍋保護，所以它的性能非常重要。如何評價這個隔熱罩和後殼的效果？美國國家航空航天局的工程師們在這個外殼上安裝了許多溫度和壓力傳感器及其管理系統，它們被統稱為Medli2(軍火科學實驗室入口設計中心和著陸儀器2)。記錄了鍥而不舍的“鐵鍋燉”過程中殼體各部分的重要溫度和壓力數據。4月1日，美國國家航空航天局在其官網發布了工程師對該數據的分析結果。
伊利羅孚的保溫大底和裝在上面的MEDLI2。銅線是MEDLI2的接線，連接控制盒和各個傳感器。
眾所周知，堅忍號火星車是好奇號火星車的兄弟，它們的設計基本相同。好奇號火星車的MEDLI2和MEDLI基本相同。MEDLI主要用於測量著陸器進入火星大氣時的空氣熱環境、隔熱罩淺層表面的材料特性、大氣密度，並幫助著陸器穩定方向。它將在著陸器進入火星大氣層前約五小時開啟，壹直工作到著陸器超音速降落傘展開後約10秒，在隔熱罩分離前幾秒完全關閉。
MEDLI2包括三種傳感器:熱電偶、熱流計和壓力傳感器。經過預處理後，這些傳感器的數據將被傳輸到火星車伊利上進行臨時存儲，在成功著陸且壹切安全後再傳輸回地球。
MEDLI2壓力傳感器安裝在隔熱罩的背面。
1鐵鍋的壓力
壓力傳感器測量隔熱罩上的壓力，隔熱罩是著陸器的迎風面。直觀來看，隔熱板上的壓力應該與著陸器的迎風速度和火星大氣的密度成正相關。
從圖中可以看出，隨著時間的推移(著陸過程的推進力)，壓力在不斷減小，呈近似指數遞減規律——同時，速度也在隨時間遞減。在圖的第壹部分，著陸器進行了幾次旋轉機動以調整氣動方向，導致壓力波動。在圖的第二部分，著陸器拋出幾個配重塊，通過改變重心來調整姿態。姿態的變化導致表面壓力的變化。到了圖的第三段，超音速降落傘打開，速度急劇下降，壓力急劇下降。不到10秒，MEDLI2關閉，數據中斷。
之後，火星車會先扔掉“鐵鍋”的隔熱罩，再扔掉“鍋蓋”的後殼，然後靠反推火箭和天鶴慢慢著陸。
隔熱罩和著陸器通過起爆裝置(爆炸螺栓)連接。分離前，熱切割器先燒掉MEDLI2和火星車之間的數據線，然後爆炸螺栓把隔熱罩扔出去。
2鐵鍋的溫度
堅忍號不同於中國田文壹號的設計。它從火星的飛越軌道直接降落到火星地面。因此，它在進入火星大氣層時的相對速度非常高，可以達到每秒5500米左右，是火星音速的20多倍，其著陸過程可以說非常“火花伴閃電”。根據MEDLI2的測量，隔熱罩中的峰值溫度達到大約1000，這對應於隔熱罩外表面上的大約1400。
這個溫度很高，會持續幾分鐘。壹般來說，航天器再入大氣層時，會在防熱罩上覆蓋壹層厚厚的“燒蝕劑”來吸收和散熱。但在火星探測器上，每克質量的發射成本遠超黃金，帶太多燒蝕劑當然是浪費。美國國家航空航天局工程師將11熱電偶傳感器埋在隔熱罩中(類似於家裏用來測量油鍋溫度的溫度計)，壹方面是為了增強測溫的準確性；另壹方面，如果熱電偶損壞，這意味著該位置的消融劑用完了。
美國國家航空航天局火星2020任務的整體藝術想象。隔熱罩上的網格結構是燒蝕磚。
整個實驗可以說是碩果累累，也可以說是壹無所獲——11個熱電偶壹個都沒斷，可見隔熱罩非常充足。換句話說，隔熱罩上燒蝕劑的數量“需要重新評估”。下壹次，美國火星探測器的隔熱罩可能會更輕。
在車間裝配隔熱板
幫忙燉下壹鍋火星探測器。
最近幾個月，各種媒體和官媒反復為大家科普。為什麽美國的火星車直接著陸，而我們的火星車要觀測三個月才能著陸？壹句話——美國人經驗豐富。即使是這樣壹個不完美的隔熱板，也是他們幾十年技術叠代的結晶。當我們中國人第壹次訪問火星時，當然，我們必須謹慎，即使我們不得不犧牲火星車的壹些性能。
經過幾十年的技術總結，美國人已經能夠相對較好地預測著陸器進入火星大氣層期間的溫度和壓力。在美國國家航空航天局發布的這個“鹵煮自己”的消息中，他們表示，峰值壓力符合球隊的預期。
MEDLI2的團隊將繼續研究這壹小段數據約6個月，以提高美國國家航空航天局對火星大氣和再入過程的了解，以期幫助後續的火星任務甚至未來的土衛六著陸任務。
路虎伊利的後殼和隔熱板。
壹方面，對火星再入的空氣動力學特性了解得越深入，未來對美國國家航空航天局火星著陸點的任務就越準確；另壹方面，掌握隔熱板和後殼的性能參數，可以讓這兩個必要但非核心的部件變得更輕更高效。畢竟如果把1kg的質量從隔熱罩上切掉，探測器可以多帶1kg的科學設備。
當然，除非發生意外，美國國家航空航天局不會與中國航天部門分享這些數據。不過不用擔心，我覺得以後我們國家的經驗會越來越豐富。
校對:陶秦