著陸是任何火星之旅中最艱難的部分。火星大氣層過於稀薄,僅靠降落傘無法消耗掉航天器驚人的進入速度,而僅靠反推火箭著陸需要的燃料又超過了任何近期火星任務可能攜帶的燃料量。NASA 在其大多數火星任務中都同時使用了這兩種技術,即使是其高科技“好奇號”探測車在 2012 年著陸期間也使用了 20 世紀 70 年代的舊式降落傘裝置。這項技術將著陸限制在 1.5 噸的探測器以內。任何更重的東西只會產生一個冒煙的隕石坑。對於更強大的機器人任務——或最終的載人任務——需要一種新的方法。
本月,美國宇航局計劃測試一種新型著陸器的完整概念,即低密度超音速減速器 (LDSD),它可以將兩倍的質量投放到各種火星地形上。LDSD 由一個六米長的凱夫拉爾絕緣充氣圓盤和一個能夠承受超音速的 30 米降落傘組成——這是有史以來部署過的最大的降落傘。一種適用於載人著陸的八米圓盤也在開發中。相對輕便的充氣圓盤和巨大的降落傘共同作用,可以將更龐大的有效載荷運送到火星,而無需大量的額外燃料或非常重的進入大氣層的隔熱罩。
為了測試 LDSD,NASA 將使用地球的上層平流層作為稀薄火星大氣的替代品。首先,一個巨大的足球場大小的氣球將把一個模擬著陸器吊到夏威夷附近太平洋上空 37 公里的高度。然後,LDSD 將與氣球分離,並點燃火箭以達到更高的高度和速度。在 55 公里的高度和接近音速四倍的速度下,它的圓盤將膨脹,減慢飛行器的速度,以便降落傘可以展開。這將是關鍵時刻——在 2014 年的早期飛行演示中,空氣動力撕碎了降落傘。
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如果一切順利,大約在發射三小時後,飛碟將濺落在太平洋中,為更大、更復雜的火星和太陽系其他目的地的任務掃清道路。即使出現小問題,NASA 噴氣推進實驗室的 LDSD 負責人伊恩·克拉克說,“我們寧願現在學習這些專案,也不願在火星上學習它們。”