美國宇航局的下一輛火星探測車在通往火星的道路上面臨嚴峻挑戰

一份新報告詳細說明了可能導致火星2020探測車超預算和延誤的問題

這張藝術家的渲染圖顯示了美國宇航局的火星2020探測車的頂部桅杆,它可能在火星表面滾動時出現。然而,在任務到達火星之前,它必須首先克服幾個困難的發展障礙。

一項獨立審查已經確定了美國宇航局下一輛火星探測車開發中的幾個值得關注的領域,該航天機構的目標是在2020年7月發射該探測車。

例如,2020火星探測車任務的樣本採集系統所需的技術似乎相對不成熟,而且該機器人的七個科學儀器中有五個具有“壓縮的開發時間表”,美國宇航局監察長辦公室(OIG)的一份新報告說。

OIG報告(於1月30日星期一發布)說,這些問題和其他幾個問題可能會影響火星2020專案經理實現任務技術目標、達到專案里程碑(例如預期的發射日期)和控制成本的能力。 [美國宇航局的火星2020探測車任務圖片(相簿)]


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OIG對美國宇航局的計劃和行動進行客觀監督,並獨立向該航天機構的管理員、國會和公眾報告其調查結果。

“過於樂觀”的專案?

正如OIG檔案中指出的那樣,自1964年以來,美國宇航局在探索火星的任務上花費了超過210億美元,包括火星表面的四輛機器人探測車、五個靜態著陸器和眾多軌道飛行器。

火星2020是美國宇航局的下一個大型紅色星球表面任務。這個耗資24億美元的機器人的主體主要基於好奇號探測車,自2012年8月以來一直在探索火星。這項新任務的目標是尋找紅色星球過去生命的跡象,並收集和儲存樣本,這些樣本將由未來的任務取回。

新的報告說,火星2020有幾個與時間表相關的問題,可能表明該專案“過於樂觀”。根據該檔案,最大的風險是探測車的樣本和快取子系統。

在2016年2月的任務初步設計審查(PDR)中,取樣系統的三項關鍵技術低於技術就緒水平(TRL)6,這意味著他們的原型“尚未展示執行所有所需功能的能力”,報告的作者寫道

“與取樣系統相關的關鍵技術的不成熟令人擔憂,因為根據火星2020專案經理的說法,取樣系統是探測車最複雜的新開發元件,延誤可能會蠶食該專案的進度儲備,在最壞的情況下,[他們]可能會延遲發射,”該報告補充說。“截至2016年12月,該專案正在追蹤風險,即取樣系統可能無法按照計劃在2019年5月準備好進行整合和測試,即航天器被製造、進行最終測試併為發射做準備的時期。”

OIG檔案報告說,火星2020專案經理還面臨其他幾個挑戰。

其中包括“執行器(負責移動和控制探測車上的部件和儀器的元件)的延遲交付;放棄旨在評估在火星上產生氧氣的可行性的火星原位資源利用實驗(MOXIE)的工程模型,作為一種節省成本的措施;確保探測車不超過其設計的1050公斤[2315磅]的質量限制;以及解決可能影響其及時向專案交付元件的外國合作伙伴資金問題。”

總的來說,根據OIG的報告,到2016年2月PDR時,2020探測車任務的七項已確定的“關鍵技術”中有五項未達到建議的TRL 6。但該檔案指出,到2016年12月,火星2020專案人員顯示所有七項技術都已達到TRL 6。

質量監控

OIG還指出,火星2020團隊正在重新設計新探測車的車輪,以防止好奇號在其在紅色星球上的4.5年中所經歷的磨損

火星2020的車輪將是好奇號的兩倍厚,併為新探測車增加22磅(10公斤)的質量。新的報告說,火星2020的工程師還在考慮進行軟體更改,以提高探測車將車輪驅動與紅色星球地形匹配的能力。

儘管專案經理預計火星2020探測車的質量不會進一步增加,但他們正在監控六輪機器人手臂末端的炮塔的質量和體積,OIG報告指出。如有必要,可以採取其他措施,使探測車的質量保持在2315磅(1050公斤)以下。這些步驟可能包括從任務中移除擬議的直升機技術演示。(根據OIG的報告,這種迷你直升機將在探測車之前飛行,幫助偵察火星表面最佳的行駛路線和科學興趣點。)

計劃中的行動

OIG官員表示,美國宇航局正在採取措施解決報告提出的問題。

OIG報告說:“我們向美國宇航局管理層提供了本報告的草案,他們同意了我們的建議,並描述了為解決這些問題而計劃採取的行動。”

您可以在這裡閱讀完整的OIG報告:https://oig.nasa.gov/audits/reports/FY17/IG-17-009.pdf

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Leonard David is author of Moon Rush: The New Space Race (National Geographic, 2019) and Mars: Our Future on the Red Planet (National Geographic, 2016). He has been reporting on the space industry for more than five decades.

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