機智號火星試飛成功,但它并不是人類地外星球上的第一次飛行

盡管它很酷,但機智號并不代表地外航空的第一縷曙光。

作者:Jay Gallentine

機智號火星試飛成功,但它并不是人類地外星球上的第一次飛行的圖1

機智號火星試飛成功,但它并不是人類地外星球上的第一次飛行的圖2

本周,當美國宇航局(NASA)的“機智號”直升機完成了一項真正新奇的任務時,全世界都為之激動不已——這是在另一個星球上的 首次動力控制飛行 。但如果你密切注意的話,這個成就的確切措辭包括限定詞。就像萊特兄弟的飛機一樣, 火星直升機的前面也有氣球 。在獨創號之前,這是一對與蘇聯金星飛船一起飛行的空中機器人VEGA1號和2號,1985年飛越金星大氣層。杰伊·加倫丁(Jay Gallentine)在2016年生動的行星探索史《無限招手》(Infinity Beckoned)中講述了這一事件,以下節選自該書。
要了解法國太空科學家雅克·布拉蒙特(Jacques Blamont),最重要的一點是,他發明的氣球可以追溯到蘇聯織女星飛船1985年抵達金星之前的近30年。
1959年,作為明尼蘇達大學的一名研究員,布拉蒙特與一群通過高空氣球研究大氣層的物理學家混在一起。”他們的所作所為給我留下了深刻的印象,“這是一個非常棒的主意,真的,和探空火箭相比非常便宜,在太空邊緣有很多飛行時間。”1966年我決定在法語節目中引入氣球,我們的總統-戴高樂將軍決定,我們必須與蘇聯合作進行太空計劃。所以我被我的老板,法國航天局局長送到莫斯科,我們兩個太空機構建立了長期的合作關系-。正如布朗蒙特繼續說的,“在那些會議上-我們基本上會詳細說明并決定這個計劃。然后每次我們決定它會在一個不同的地方。所以每兩年它都會在蘇聯,然后在法國,而且總是在不同的地方。這樣我們就可以互相了解了。”
幾個月后,布拉蒙特正在進行一個衛星項目。在一個不起眼的夜晚,最不可思議的事情發生了:他做了一個夢,夢到能在金星的大氣層中看到一個氣球。他從來沒有在金星上工作過,所以也不知道為什么。但不管怎樣,這個夢給他留下了深刻的印象,所以他寫了一個建議-包括在一些中等大小的氣球上進行的非常小的實驗。67年底,他在巴黎的一次午餐會上親手將文件交給了(蘇聯太空科學家)Mstislav Keldysh。布朗蒙特已經很了解凱爾迪什了,部分原因是后者精通法語。凱爾迪什很喜歡氣球這個主意,并保證會一直堅持下去。
但隨后出現了一波停滯。”什么都沒發生!”一時興起說-佩里·布朗蒙特,聽起來有些沮喪我們根本不知道蘇聯體制內發生了什么,因為他們非常秘密。所以很難猜測他們想要什么。“據他說,蘇聯人基本上把他的想法擱置了五年,然后帶著反對意見回到法國。”他們想出了一個帶實驗室的大氣球的主意。浮動實驗室。我們不得不接受它。”那是一年前,羅爾德·薩格迪夫掌管了蘇聯科學院空間研究所;法國工程師努力使這個概念成為原型。由于預算削減和新的法國總統選舉,從74年到76年的沒什么進展。”但在76年,我們又開始搬家了。“薩格迪夫打電話給布拉蒙,說氣球要飛了,他們把更精細的問題解決了…。

機智號火星試飛成功,但它并不是人類地外星球上的第一次飛行的圖3


一個蘇聯織女星飛船模型,白色的大氣氣球從后面向外窺視(國家航空航天博物館)

1985年6月11日,VEGA1號氣球進入金星大氣層的幾個小時前,美國宇航局噴氣推進實驗室氣球項目的首席美國科學家鮑勃·普雷斯頓在噴氣推進實驗室(JPL)向聚集在現場的大批觀眾發表了演講。接下來的一個小時左右,他和布拉蒙特在任務控制大樓里焦急地等待著。普雷斯頓說:“我們知道,在未來的幾個月里,在未來的幾年里,實際上到了第二年,我們應該聽到氣球的聲音。”。那一刻應該發生在西海岸下午6點之后。“這就像許多行星任務一樣:你知道什么時候會發生什么事;你只是不知道它是否會起作用。這是一個恐怖的時刻。”布拉蒙特肯定是地獄級地緊張,隨著自動駕駛的飛行的進行,這種感覺越來越強烈。因為從那一刻開始,他再也無法干預了。

VEGA1號的著陸器以每小時2.5萬英里的速度減速,但仍然被包裹在一個隔熱球里,當它開始失去速度和高度時,承受了數百個G的加速度。球頂砰的一聲飛,21萬英尺高,一個降落傘飛了出來,一個計時器開始工作,幾秒鐘后,氣球終于釋放了。如果VEGA1的計時器失靈,就會有一個備份。如果備份也死機了,壓力傳感器就等著接管。轉眼間三千英尺消失了,第一個計時器開始工作,開球,優雅地滑翔越過200000英尺,在一場反向拋環游戲中,救生圈從著陸器頂部松開。它呼嘯而出,180000英尺,一個單獨的降落傘承受了大氣接觸的初始沖擊,救生圈裂開,折疊的氣球聞到了第一股酸云的味道。它很快就掉了下來;這里空氣稀薄。177,000. 氦慢慢地充起來。174000下降了,降落傘剪斷了自己,被釋放的氣球像保險箱一樣掉了下來,為自己的生命而戰。

機智號火星試飛成功,但它并不是人類地外星球上的第一次飛行的圖4


藝術家邁克爾卡羅爾創造了這張VEGA氣球的圖片,因為它在金星大氣的下沉氣流中掙扎求生。錐形天線使用的功率不比鬧鐘多。(?邁克爾卡羅爾。)

鮑勃普雷斯頓:噴氣推進實驗室與我們的跟蹤網絡有個可怕的問題,我們修好了它我們提前幾個月夜以繼日地工作,剛剛為這個實驗準備好了網絡。所以它確實沒有得到應有的測試。但我們希望它能正常工作。

直下,用力,17萬英尺。

訣竅是在該死的氣球落地之前把它抽上來。但不會太快,否則它會爆炸。在這里,這個東西仍可能墜落數英里,但它被設計成只在最高層的云層中運行,那里的溫度和壓力遠低于地面附近。如果氣球充氣時間太長,它會被困在較低的大氣層中,永遠無法上升到足夠高的高度來做任何好事。

普雷斯頓繼續說:“我們面前只有一個示波器,它能每秒刷新一次,并向我們展示接收器的頻譜。”。“我們知道我們應該在特定的時間看到氣球。第一個氣球信號。我們沒有看到。”

空氣增稠,167000。氣球加熱并感受到上升壓力的擠壓。

普雷斯頓和布拉蒙干巴巴地盯著面前的陳列品,眼睛都干了。確實是在帕薩德納時間下午6點之后。如果那時候不來,就不會來了。“最后,在第二次刷新中,有一次只是暗示光譜中有一個峰值。在接下來的一秒鐘里,它就出現了,又大又粗。”

薩格迪夫的電話突然響了。“我們聽到另一頭響起了熱烈的掌聲,”他回憶起其中一個瞬間,瞬間燃燒在他的長期記憶中。在金星上方16.4萬英尺處,氣球的膨脹阻止了它自己的墜落。噴氣推進實驗室主任盧·艾倫通過麥克風,向所有人表示祝賀。

氣球又圓又胖,慢慢升起。

普雷斯頓無法把目光從屏幕上移開。這件事使他一時語塞。經過一番努力,他終于做到了,“哇”!

地球自轉;當信號“設定”在西方時,金星剛剛在西班牙升起,馬德里測控站的大天線抓住了它。布朗蒙特以東數千英里,薩格迪耶夫以南九百英里,織女星的信號也傳到了耶夫帕托利亞的大天線上,并被傳輸到整個站點。不同的團隊剝離了他們所需要的,開始解析數據。一組得到了著陸器的健康狀況,另一組只關心工程數據。

然后傳輸的另一部分信號進入了了維克多·克扎諾維奇頻譜分析儀的后輸入面板。它的小屏幕上顯示了一幅頻率與信號強度的關系圖,之前已經撥入該圖以匹配氣球的信號強度。”這是你第一個看到信號的地方;你可以從頻譜分析儀上看到,這是一個峰值。但分析儀空白,空白,空白,空白;也許有麻煩?是的,帕托利亞沒有公開電話線。事情突然峰回路轉。”然后我看到有信號了!”克扎諾維奇高興地大叫。用電臺的俚語來說,他們有一匹“強壯的馬”——無線電的載波信號和一個“優秀的騎手”或可靠的數據。

氣球升得更高了,回到17萬英尺的高度,在17.7萬英尺的高度上,差不多完全達到了預期的高度。與地獄般的地面條件形成鮮明對比的是,“基本上是在室溫環境,-Kerzhanovich描述了這個垂直地帶。那里的壓力接近一萬八千英尺山頂的壓力;人類可以自己在金星上的那個高度生存,在一個開放的氣球吊艙中就可以。我們只要帶上氧氣瓶就行了。

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