机器人已经复制了人类在火星上的许多感官体验。摄像机给了我们视野;机器人的手、手臂和脚提供了触觉;化学和矿物传感器让我们能够在火星上品尝和闻到味道。在火星上,听觉是五种感官中最后一种还没有被运用。

当坚持不懈到达火星时,它将有两个麦克风,使漫游者不仅可以触摸和品尝,而且终于听到火星的声音。

的身体和大脑

锲而不舍就像一辆汽车——大约10英尺长(不包括手臂),9英尺宽,7英尺高。但它重2260磅,比一辆小汽车还轻。

流动站的身体 - 温暖的电子盒(Web) - 是一个强大的外层,可以保护Rover的计算机和电子产品(基本上是流动的大脑和心脏)。流动站的身体使其重要的器官受到保护和温度控制。

The WEB is closed on the top by the Rover Equipment Deck (the rover’s “back”), which turns Perseverance into a convertible, allowing a place for the rover mast and cameras to sit out in the Martian air, taking pictures with a clear view of the terrain as the rover travels. Its main job is to carry and protect the computer, electronic, and instrument systems.

身体的底部和侧面是底盘的框架 - 顶部是流动站设备甲板,底部是腹部锅。为了容纳新的抽样和缓存室内工作空间,肚皮锅即将在流动站陆地之后推出。这将工作区暴露于火星氛围,并为该工作空间内的样本处理操作提供更多空间。

与人类和大多数动物不同,漫游者的大脑——它的计算机——在它四四方方的身体里。实际上,飞船里有两台一模一样的计算机,或称“漫游者计算元件”(RCEs),这样总有一个备用大脑可以被唤醒,接管控制权并继续执行任务。

RCE通过两个网络与Perseverance的工程功能接口,这两个网络遵循专门为飞机和航天器的高可靠性要求设计的航空工业标准。此外,RCEs还有一个特殊的目的:引导与所有漫游者仪器的接口,以交换命令和科学数据。

就像人类的大脑一样,流浪者计算机注册了健康的迹象,如温度和功率水平,以及将流浪者“活着”的其他功能。该主控回路不断检查系统,以确保流动站均能够在整个表面使命中进行通信,并且始终保持热稳定(不太热或太冷)。它通过定期检查温度,特别是在流动体体中,并相应地调节温度控制。然后,它在整个火星溶胶(Martian日)中记录发电和电力存储数据来决定可以启动或完成新活动。最后,它将其安排并准备与地球或当地火星轨道轨道的沟通会话。拍摄照片,驾驶和操作仪器等活动在命令序列中传输的命令下执行,以防止飞行团队回到地球上。

一旦飞行团队从流动站申请信息,仍然会产生持续的工程,家政和分析遥测和定期事件报告,以实现最终传输。

流浪者的驾驶软件持续更大的独立性而不是好奇心。这允许坚持不懈地覆盖更多地面,而无需如此经常咨询地球上的控制器。此外,工程师向飞行软件添加了一个“简单的计划者”。这允许更有效和自主使用电力和其他流动资源。它允许流动站转移一些活动的时间,以利用日常运营计划中的开口。

The rover’s “nerves” for balance and position are supplied by an Inertial Measurement Unit (IMU) that provides 3-axis information on its position, which enables the rover to make precise vertical, horizontal, and side-to-side (yaw) movements. The device is used in rover navigation to support safe traverses and to estimate the degree of tilt the rover is experiencing on the surface of Mars.

罗孚拥有1000万“乘客”

美国宇航局的“向火星发送你的名字”竞选活动邀请世界各地的人们提交他们的名字以乘坐伸展的毅力。约有10,932,295人确实如此。将名称用电子束印刷到三个指甲尺寸的硅芯片上,该硅芯片连接到坚持不懈的铝板上。这三个芯片在板上的空间分享了一个光激光蚀刻的图形,描绘了地球和火星被透光的星形连接到两者。贴在流动站的船尾横梁的中心,在坚持不懈的桅杆上的相机将可见。

胳膊和腿

工程师还重新设计了坚持不懈的车轮 - 它的“腿” - 由于磨损和撕裂了磨损,在尖锐的尖锐的岩石上忍受的好奇心罗孚车轮更加坚固。恒定的轮子比大功率更窄,直径更大,铝制较厚。

毅力有六个轮子,每个轮子都有自己的单独电机;两个前部和两个后轮也有单个转向电机。这种转向能力允许车辆转向放置360度。四轮转向还允许流动站转动和曲线,使电弧转动。

这张照片摄于2019年7月23日,位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的航天器组装设施High Bay 1号,显示了Perseverance遥感桅杆头部的特写。桅杆头包含了SuperCam仪器(它的镜头在大的圆形开口中)。在桅顶下的灰色盒子里有两台Mastcam-Z成像仪。在这些图像的外部是探测器的两个导航摄像头。(NASA /姓名)

“恒心”号使用了类似于以前火星探测器上使用的“摇臂-转向架”悬挂系统。悬挂系统是车轮与漫游者其余部分连接的方式,并控制漫游者与行星表面的相互作用。当行驶在不平坦的火星地形上时,悬挂系统在每个车轮上保持相对恒定的重量。悬挂系统还能最大限度地减少月球车行驶时的倾斜,使其更加稳定;恒心的设计可以承受任何方向45度的倾斜而不会翻倒。

按照地球运载工具的标准,“毅力”是缓慢的。然而,按照火星运载工具的标准,“毅力”是一个出色的表演者。月球车在平坦、坚硬的地面上的最高速度为每秒4.2厘米,即每小时152米。这略低于0.1英里每小时。相比之下,每小时3英里的步行速度是134厘米每秒,或4828米每小时。然而,在探索火星的情况下,速度并不是最重要的品质。月球车的节能速度消耗不到200瓦,而200马力的汽车发动机消耗近15万瓦。

这里说明了NASA的好奇心(左)和坚持不懈的舷梯。直径略大,较窄 - 20.7英寸(52.6厘米)与20英寸(50.8厘米) - 坚持不懈的轮子有两倍的胎面,并且轻轻弯曲而不是虚假图案化。(NASA /姓名)

在坚持不懈的7英尺长的机器人“手臂”可以像人臂一样移动:它有一个肩膀,肘部和手腕“关节”,以获得最大的灵活性。通过持有和使用与其“手工”或炮塔的科学工具来说,手臂让流动站作为人体地质学家工作。Rover自己的手动工具从岩石中提取核心,采取显微镜图像,分析Martian岩石和土壤的元素组成和矿物化妆。

坚持不懈的ARM的新补充是一个旋转式振动钻,旨在从火星表面提取岩石核心样本。一套可互换的位包括取芯,重新旋转位和磨砂器。流动炉的钻孔将渗透到火星表面中以收集样品。芯和极孔比特用于将样品直接收集到清洁样品收集管中,而磨砂机用于刮掉顶层的岩石,以暴露新鲜,无避风的表面进行研究。

将来,另一个空间任务可能会拿起约30个样品管,并将其带到地球上进行详细分析。在团队选择的时间和地点,样品将在MARS的表面上沉积在“样本缓存仓库”的表面上,该地标和轨道测量的坐标良好。火星样本的缓存仍然在仓库,可用于拾取和潜在返回地球。

eyes

坚持不懈有几个集中式专注于工程和科学任务。有些人用作表面上的流动仪的“眼睛”,使其能够驾驶。

用于驾驶的摄像头帮助地球上的人类运营商更精确地驱动流动站,更好地瞄准臂,钻头和其他接近目标的工具的运动。更广泛的视野使摄像机能够更好地了解流动站。这对于检查各种流动站零件的健康并测量可能积聚在流动面板上的灰尘和沙子的变化非常重要。新相机也可以在流动站移动时拍照。

坚持不懈地携带六个新的危险检测相机(HAZCAMS) - 前面的四个,在流动站的后部上有两个。HazCams检测到漫游器的前后通道(如大型岩石,沟槽或沙丘)的危险。前刺激可以看到移动机器人手臂的位置,以进行测量,照片和收集岩石和土壤样品。在驾驶时,流动站经常停止,以采取新的立体声图像,以评估潜在的危险。

两组颜色立体声导航摄像头(NavCams)帮助工程师安全地导航持久性,特别是当它自动运营时,在没有咨询地球上的控制器的情况下制作自己的导航决策。

此图像在坚持不懈的情况下选择了23个摄像机。许多人都是在好奇漫游者上改进的摄像机版本,也有一些新的补充。(NASA /姓名)

这两套黑白立体摄像机位于探测车桅杆的高处,可以从82英尺(25米)外看到一个高尔夫球大小的物体。在“恒心”“盲目驾驶”之前,导航摄像头最初帮助确保安全的道路。当工程师命令漫游者向某一方向行驶一定距离,漫游者的计算机在不观察或检查车轮打滑的情况下计算车轮旋转距离时,就会出现盲驱动模式。

新的Cachecam是一个俯视样本缓存顶部的单个摄像头。它拍摄了采样材料和样品管,因为它们正在准备密封和缓存。这有助于科学家在获得时对样品观察并保持收集每个样品的整个过程的记录。

声音和耳朵

为了沟通,坚持不懈有三个天线,它既可以作为其“声音”及其“耳朵”,位于流动站的背上。具有多个天线提供操作灵活性和备份选项,以防他们需要。最常见的是,毅力将使用其超高频(UHF)天线(约400兆赫)通过火星周围的美国国家航空航天局轨道沟通与地球通信。因为流动站和轨道器天线在彼此近距离,因此与由低增益和高增益天线提供的地球的远程电信相比,它们的行为类似于对讲。

对于无线电信号,它通常需要大约5到20分钟,以便根据行星位置行驶火星和地球之间的距离。使用轨道传递消息是有益的,因为它们比地球上的深空网(DSN)天线更接近坚持不懈。流动站可以在相对短的距离中继链接到轨道上的相对短距离中继链路上达到每秒最多2兆比特的数据速率。然后,轨道器使用它们的更大的天线和发射器来中继,将数据上的远程链路上的数据转回地球。

高增益天线是可转向的,因此它可以在特定方向上指向其无线电光束。拥有可操纵天线的好处是整个流浪者不需要改变地位来与地球交谈,这总是在火星天空中移动。就像转动你的脖子和你旁边的人交谈而不是转动整个身体,坚持不懈可以节省能量,并通过仅移动天线来保持简单的东西。

资源

在航天器后面

建造火星2020 rover

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本文首先出现在6月,2020个问题yabovip16.com杂志。

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