低密度超音速减速器

美国宇航局研制的太空降落伞

美国宇航局最新研制一种“飞碟”太空降落伞，实际上是低密度超音速减速器（LDSD），用于携载降落比“好奇号”火星车更大的探测器，未来可协助人类登陆火星。

功能

低密度超音速减速器（LDSD）是迄今建造最大的降落伞之一，它的形状颇似“飞碟”，降落伞的大小取决于火星大气层状况。采用世界上最大的降落伞“超音速盘帆”，在设计上，LDSD减速器用于将探测器等大型负荷送上火星。地球具有密集大气层，因此飞行员能够相对容易地使用降落伞着陆在地球表面。

但是火星大气层非常稀薄，因此降落伞需要制造得更大，为了形成空气阻力实现安全着陆。LDSD系统可使大型火星车着陆在火星表面。例如：基于“好奇号”火星车的体积需要一种独特的着陆方法，但当前技术并不充分。

LDSD是着陆火星表面的另一种方案，可以确保比好奇号火星车更大的探测器安全着陆火星。美国宇航局喷气推进实验室火星着陆专家艾伦-陈（Allen Chen）说：“这看似十分平常，但是着陆和碰撞之间的差别在于如何停止飞行器，我们使飞行器停止有两个选择——火箭和空气阻力。”

实验研究

在任务管理人员决定未来采用何种方法执行火星任务之前，LDSD将总共进行了四次测试。

2014年6月，美国宇航局的低密度超音速减速器（以下简称LDSD）在夏威夷进行测试。LDSD减速器采用世界上最大的降落伞“超音速盘帆”，测试中进入距地面18万英尺（约合54860米）的高度，速度一度达到音速的4倍。

LDSD减速器将进行3次飞行测试，6月的测试是第一次。这一次的测试旨在确定采用气球发射和火箭动力的设计能否达到两项针对未来火星任务研发的突破性技术所需的高度和空速。这两项技术分别是超音速充气型空气动力学减速器和超音速盘帆降落伞。

在此次成功测试结束后几小时，美国海军爆炸物处理部队的潜水员前往降落区，回收LDSD减速器。夏威夷的测试是LDSD减速器的第一次成功测试，此前的测试因为大风以失败告终，LDSD减速器被吹入禁飞区。这项技术有望在将来的某一天将重型飞船送上火星。宇航局希望他们的最新设计能够在未来取代自“海盗”号登陆器1976年登陆火星以来采用的一些降落伞设计。

好奇号2012年着陆火星的技术将被美国宇航局继续用于载人飞行任务等更重的飞船着陆。美国宇航局的低密度超音速减速器（LDSD）项目正接近于宇宙飞船技术的边缘，这项技术将帮助他们设计出最安全、最低廉的方式来为进入火星大气的飞船减速。

帮助接近火星的飞船减缓速度的这种最低廉方式利用了大气层的自然摩擦力。LDSD技术所设计的飞碟状的巨大表面会使这种潜能最大化，产生许多拖力帮助飞船减速降落到火星表面。

然而飞船能够获得更大的摩擦力。这也是科学家们设计出超音速可膨胀气动力减速装置（SIAD）的原因。它通过增加飞船的体积来获得更多的摩擦力。

SIAD是一种可膨胀的管子，能够将LDSD飞船的直径从15英尺（约4.57米）直接扩大到26英尺（约7.92米）。

SIAD缠绕在LDSD飞船的四周，依靠压缩气体进行膨胀。美国宇航局设计两个不同版本的SIAD，20英尺的能够用于未来的机器人任务，另一个26英尺直径的设计则用于最终的载人飞行任务。

SIAD设计用于将飞船接近2600英里每小时或者更高的速度降低1500英里每小时甚至更低。为了测试LDSD飞船和SIAD材料在这种危险高速下的强度，美国宇航局的工程师们将LDSD飞船连接到火箭滑车上，并且在其达到超音速时进行充气膨胀。然而，SIAD只能够将飞船减速到大约1500英里每小时（约2414公里每小时），这一速度无法安全着陆。因此科学家们设计出了史上最大的超音速降落伞。

尽管研究人员是在地球上进行的测试，但是他们想要模拟飞船在火星上的超音速飞行。因此他们将飞船送上了18万英尺（约54公里）的高空。

首先LDSD会借助气球完成大部分旅程。由于飞船的重量超过6800磅（约3084千克），因此需要一种强大的气球将其送入高空。气球加飞船组合的整体高度超过了华盛顿纪念碑（169米）。

之后，飞船底部的火箭会点火启动，使其达到4倍音速并且再次上升6万英尺，那里的大气条件非常稀薄，与火星大气环境类似。此时SIAD会膨胀，将飞船的速度降低到大约1500英里每小时。

最终，飞船会被一台强有力的吊车拉出水面，并且装船运送到岸边进行更多的测试。LDSD项目负责人MarkAdler在一份声明中称，那次测试非常成功，而且完成了所有的飞行目标。

著名的科学家兼科学通讯员BillNye称，有专家对美国宇航局的经济预算进行了分析，发现其资金足以使美国宇航局在本世纪30年底末将第一批人类送上火星。

全国各地天气预报查询

上海市

市辖区

云南省

临沧市

云南省

丽江市