水星

　　鮮有探測器光臨

　　與火星和木星相比，人類對水星稍顯冷落。迄今為止，人類只向這顆太陽系最小的行星派出兩枚探測器——1974年的“水手10號”和2004年的“信使”號，均由NASA發(fā)射。

　　由于表現(xiàn)出色，“信使”號探測器原定于2012年結(jié)束的使命將延長到2013年。肩負(fù)著探索水星表面和內(nèi)部情況的“信使”號已經(jīng)成為第一枚圍繞水星軌道運行的人造太空器。

　　火星

　　明星探測器的搖籃

　　就在人類剛有能力掙脫地球引力飛向太空時，首枚火星探測器也上路了。1960年，前蘇聯(lián)向火星發(fā)射第一枚探測器。四天后，第二枚火星探測器升空，然而它們卻連繞地球軌道都沒能到達(dá)。上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)共發(fā)射7枚火星探測器，全以失敗告終。

　　上世紀(jì)60年代，美國也加緊探索火星，發(fā)射了“水手3號”和“水手4號”探測器，后者是首枚成功到達(dá)火星并發(fā)回數(shù)據(jù)的探測器。迄今為止，全球共進(jìn)行46次火星探測計劃，僅10次成功登陸，包括美國的“機(jī)遇號”和“勇氣號”，雖然如此，一個有趣的現(xiàn)象是，火星探測器中出了很多明星，最當(dāng)紅的當(dāng)屬“好奇號”。

　　2012年“好奇號”是人類對火星最“沉重”一吻，因為“好奇號”重達(dá)900多公斤，有SVU汽車大小，這樣體型龐大的火星車登陸火星在人類史上還是頭一次。

　　“好奇號”將在火星上工作兩年，探尋火星上維持生命的可能性。“好奇號”要克服的難題之多，連美國國家宇航局（NASA）官員都感嘆，“這是NASA有史以來所有的機(jī)器人行星探測計劃中最艱難的一次。”

　　為了讓“好奇號”安全降落火星，NASA工程師借助西門子的產(chǎn)品生命周期管理軟件對火星探測器進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計、模擬和虛擬組裝，有助于確保探測器能經(jīng)受火星任何環(huán)境的考驗。

　　■ 哪些技術(shù)助力探測器

　　模塊化讓發(fā)射更簡單

　　NASA的月球大氣與塵埃環(huán)境探測器（LADEE）今年9月升空，主要目標(biāo)是在月球環(huán)境未被探月活動進(jìn)一步擾動前探索月球大氣的整體密和變化狀況等，以及月球塵埃對探測器的影響程度。

　　LADEE探測器的設(shè)計進(jìn)行巨大創(chuàng)新，采用模塊化設(shè)計，有效降低預(yù)算和飛行器的體積，并成功縮短了從設(shè)計到發(fā)射的時間。LADEE大小與小轎車差不多，所需動力相當(dāng)于5個60瓦燈泡?；蛟S此后，若要發(fā)射不同功能的探測器只需將不同功能模塊組合即可發(fā)射，將大大推動人類探索太空能力。

　　核聚變動力推進(jìn)火箭

　　目前執(zhí)行行星探索任務(wù)的飛行器大都使用大氣制動，即利用其他行星大氣的摩擦力節(jié)省推進(jìn)劑,研究人員正試圖對此進(jìn)行突破。NASA正在研發(fā)核聚變推進(jìn)火箭（FDR）。

　　FDR為一臺150噸級火箭，利用磁場擠壓由鋰或鋁制成的金屬內(nèi)圈來包裹氘和氚制成的核聚變?nèi)剂闲⊥?，從而點燃核聚變反應(yīng)。聚變反應(yīng)在幾微秒內(nèi)發(fā)生并將推進(jìn)物質(zhì)以30公里/秒的速度噴射出去，并可以達(dá)到約每分鐘點火一次以產(chǎn)生均勻的推力，避免突然的加速度對宇航員造成傷害。

　　運用FDR的飛行器幾乎不需要依賴大氣制動。NASA預(yù)計2020年在飛行器上進(jìn)行使用。

　　軟件模擬外星環(huán)境

　　借助精進(jìn)的電腦技術(shù)，科學(xué)家可以在設(shè)計環(huán)節(jié)即考慮到探測器面臨的各種問題，從而進(jìn)行設(shè)計、分析與制造之間的無縫銜接，“好奇號”就是這樣制作出來的。價值25億美元的“好奇號”要是在著陸時撞上火星后果不堪設(shè)想，讓“好奇號”順利著陸的幕后英雄便是西門子公司的軟件設(shè)計平臺。