NASA称完成Mars 2020首次整机任务测试

腾讯科技讯 3月21日消息，据国外媒体报道，美国国家航空航天局（NASA）日前宣布，其已经完成Mars 2020任务航天器的首次整机任务测试工作，后期将开展进一步的火星场景测试。

2021年2月18日下午早些时候的7分多钟时间里，美国国家航空航天局Mars 2020任务的航天器将执行约2.7万次命令，从太空边缘加速飞向火星的Jezero陨石坑。这将是重达1050千克的Mars 2020火星车第一次触碰到这颗红色星球。而在登陆火星之前，Mars 2020任务的处理器、传感器和发射器网络将会多次进行模拟着陆。

“我们于今年1月23日首次成功完成模拟着陆，”加州帕萨迪纳喷气推进实验室Mars 2020任务系统工程师希瑟·巴顿（Heather Bottom）说。“两天后，火星车再次完成模拟登陆。”

巴顿是ST1测试项目负责人，这是Mars 2020工程团队首次有机会对航天器主要组件进行测试。在今年1月份的两周多时间里，巴顿和其他71名Mars 2020任务工程师接管了喷气推进实验室航天器组装设施的High Bay 1号洁净室，将软件和电子系统安装到该项目的巡航舱、进入舱、下降舱以及火星车上。

“ST1是一个巨大的测试工程，”巴顿说。“这是我们第一次在航天器组件上运行软件，确保它们相互匹配。”

Mars 2020任务的软件可以追溯到曾经造访火星的勇气号、机遇号探测车，以及自2012年以来一直在探索火星Gale陨石坑的好奇号火星探测车。但Mars 2020任务有所不同，其有着不同的火星车，不同的科学仪器，不同的目的地。因此设备软件必须进行相应调整。

2013年，Mars 2020任务飞控软件的研发工作正式启动。技术人员先是通过电脑进行编码，反复分析、测试以及再编码。然后飞控软件被导入航天器测试平台，与航天器所配置的电脑、传感器和其他定制电子元件结合起来，以模仿将于2020年发射升空的火星探测器。

“虚拟工作站和测试平台是这个过程的重要组成部分，”巴顿说。“但是，这次任务中的成千上万个独立组件并不一定会像在测试平台上那样完全发挥作用或做出反应。让飞控软件和实际硬件一起工作是在测试过程中建立信心的最好方法。像真实任务一样进行测试。”

在ST1测试开始的前一天，High Bay 1号洁净室里挤满了工程师和技术人员，他们正在组装、检查测试任务硬件。第二天也就是1月16日，洁净室里只留下两名技术人员监测飞行测试硬件。电子电缆线路被插到飞船的巡航阶段、后壳、下降舱和火星车的底盘上，为整个测试提供数据和动力。地面到航天器的通信测试是通过X波段无线电传输来进行的，就像真实任务的情况一样。

ST1测试的第一个指令是给航天器的电子元件充电，并进行热能、电力和通信配置。2020年7月17日，Mars 2020航天器将位于卡纳维拉尔角41号发射台高约58米的阿特拉斯541火箭顶部。当所有的航天器部件都在洁净室时，巴顿和她的团队让航天器以为自己正在火箭顶部等待发射进入太空。

接下来，在测试着陆过程之前，团队将注意力集中在航天器的巡航上。然后他们又做了一遍。

在成功发射后，团队将时间加快了40天来模拟深空巡航。当软件和硬件必须执行导航修复和轨迹修正操作时，它们将如何交互?当没有按计划进行时，它们将如何工作?研究小组在洁净室旁边测试操作室里的电脑屏幕上寻找答案。

“从测试操作室，你可以清楚看到洁净室的地板，可以清楚看到飞行硬件，”巴顿说。“没有什么明显的移动，但在外部结构之下，有飞行计算机交换数据，无线电收发传输，燃料阀开开合合，子系统通电后关闭，电信号被发送到不存在的点火装置。实际上里面发生了很多事情。”

1月30日，火星2020测试团队完成了1000多页的ST1测试程序。他们进行了两次火星着陆测试，进行了四次发射测试，进行深空巡航，执行了几次轨迹修正，甚至测试了飞行中如何应对偏离目标的情况。这在一年多的时间里首次对飞行硬件和软件进行整体测试，证明了哪些地方表现很好，哪些地方还可以改进。当这些新变化在虚拟工作站和测试台上被研究后，测试团队将有机会继续进行其他系统性测试。

“未来的一个场景测试将把火星车置于热室中，并模拟其在火星表面的运行状态。它还将在非常低的火星表面温度下完成关键任务。” 巴顿说，“无论从字面上还是从象征意义上来说，这都将是一个非常酷的测试。”（腾讯科技编译/皎晗）

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