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11月14日，据新闻媒体报道，我国火星勘探使命进行了着陆器悬停避障实验。众所周知，未来着陆器在下降到火星外表前将进行悬停避障，以确保下降使命的圆满成功。那么，仔细的人或许会问，地球和火星环境大不一样，科学家和工程师们是如安在地球上模仿火星环境，为火星勘探器保驾护航的呢？
怎么模仿火星重力
火星是一颗均匀直径约6780公里的大行星，它要比咱们日子的地球小得多，其外表重力加速度也低得多，3.72米/秒的加速度大致相当于0.38g，或许说是地球外表重力的0.38。因为火星外表重力远低于地球，那么在地球上怎么模仿火星的低重力呢？
在地球上模仿火星的微重力和低重力办法有：力平衡模仿法和运动模仿法。
力平衡模仿法的原理很简略，便是用外力抵消部分重力。空间站航天员的地上练习，就运用大水池，运用水的浮力抵消部分重力，模仿近地轨道上的失重环境。其实，失重水池对模仿火星并不太适宜，首要是其无法完美模仿0.38g的低重力环境，不过美国约翰逊航天中心仍然在运用中性浮力实验室的大水池，为登月以及登火供给模仿。
关于那些要阅历“恐惧7分钟”，在火星外表着陆的着陆器来说，中性水池对它们的低重力模仿要求现已无能为力了。这时候，悬吊式低重力模仿体系就进场了。
悬吊式的基本原理是经过供给向上拉力来抵消一部分重力，模仿低重力环境，我国的火星着陆器悬停避障实验就运用这种办法。
悬吊法模仿低重力的原理简略、灵敏牢靠且运用广泛。比方，美国宇航局研发团队在2020火星车上带着一架直升机，经过连接到直升机顶部挂绳的重力卸载体系，模仿火星上的0.38g低重力。关于火星车这样需求长时间低重力环境测验的体系，我们还运用过挂上气球，用浮力抵消部分重力的办法。
关于短时间模仿来说，最适宜的手法仍是运用抛物线失重飞机的办法，这是最常见的运动模仿法，而落塔和探空火箭只适用于小型载荷的短时间低重力模仿。
失重飞机还有一个更闻名的名字叫“ZeroG飞机”，经过精心规划飞翔道路，它也能够模仿火星外表的0.38g重力。2016年，滑板高手托尼·霍克就坐上ZeroG飞机，在模仿火星的低重力环境下玩滑板，尽管他的身手和技巧十分超卓，但在低重力下仍是变成了“运动低能”的姿态，看来习惯低重力环境并不简单。
怎么模仿火星地表
火星和地球的环境不同，不只表现在重力加速度不一样，火星外表的地势地貌也和地球天壤之别。假设着陆器实验仅仅模仿低重力是不行的，还得逼真地模仿火星外表地表地貌的形状。关于火星外表移动的巡视器/火星车来说，模仿火星外表地貌更是必不可少。
尽管地球和火星环境差异很大，但要放宽条件仅仅部分模仿火星环境，倒也并不太难。
美国火星学会在地球上建立了两个火星研讨站。这两个研讨站都建立在形似火星部分环境的区域，为巡视器甚至载人火星使命供给充沛的实验场所。火星学会在美国犹他州建立了闻名的火星沙漠研讨站，尽管这儿的气温、气压、大气成分和火星天壤之别，但遍地石头的地势地貌和火星十分相似，并且那儿经常会刮起的劲风能够部分模仿火星的沙尘暴环境。火星学会还在加拿大坐落北极的德文岛上建立了另一个名为闪线的火星研讨站，那里有相似于火星环境的低温文劲风。
2013年，美国宇航局官方还在夏威夷活火山莫那罗亚北坡建立了火星模仿基地。那儿的地貌和枯燥的气候都和火星十分相似，航天员们在模仿火星基地的穹顶修建中长时间共同日子，承受孤单和极点环境下作业和日子的检测。
实验者们在这些火星模仿研讨站中日子和作业，首要意图是模仿和验证人类对相似火星环境下，长时间与世隔绝日子的习惯性，为将来的火星载人使命堆集经验教训。比方，夏威夷模仿基地就曾呈现过实验者疑似触电受伤的状况，这为未来载人火星使命发出了警报，未来长达数年的火星使命极点杂乱，需求准备好方方面面的突发事件预案才或许正真的确保人类安全归来。
怎么模仿火星大气
火星重力和地表都和地球大不相同，已然它是一颗直径更小且重力更低的大行星，从常理揣度就能知道它的大气环境必定也天壤之别。火星的大气密度只要地球的约1%，并且绝大部分成分是二氧化碳，这不只影响航天器在火星着陆，对火星地表调查作业也有很大的影响。
现在，火星着陆器都运用热盾防热减速加下降伞减速的办法，火星大气密度低，着陆进程和地球环境有很大不同。比方，火星下降伞都是超声速开伞，开伞冲击过载大，下降伞阻力功率低，这对下降伞规划提出了不同的要求。
美国宇航局屡次运用探空火箭发射实验火星着陆器的下降伞。近些年，他们还运用大型氦气球做了超声速环帆下降伞的实验。
在2014年的下降伞模仿实验中，美国宇航局用氦气球搭载实验器升空，飞到间隔海面36公里的高空，随后火箭将其推送到55公里的高空，运用地球高空淡薄大气模仿火星大气环境，随后下降伞充气打开为一个直径33米的大型超声速下降伞，不过这次实验因为下降伞部分环绕而以失利告终。
因为2020火星车还要带一架直升机，所以对它进行测验可不能只靠什么探空火箭或气球。美国宇航局运用了一个7.62米宽的大型真空室，内部填充了淡薄的二氧化碳来模仿火星大气，真空室还模仿了火星大气零下90摄氏度的低温环境。可喜的是，火星直升机在喷气推动实验室的模仿环境中成功进行了屡次飞翔，证明了它在火星大气环境中能够正常作业。
来历：中国航天报
