美国火星气候轨道器失踪事件_计量单位混淆致严重导航错误
火星气候探测器是美国国家航空航天局的火星探测轨道器,也是美国火星探测98计划的一部分。天文学家计划利用火星气候探测者号来研究火星大气层、火星气候及火星地表,并帮助火星极地着陆者号与地球来通信。造价2亿美元的火星气候探测器,由洛克希德·马丁公司承制，它高2.3米,宽1.65米,太阳能电池板长5.5米,质量629千克。该轨道器上携带1台相机和1台辐射计,前者可以用广角相机拍摄火星大气及表面每天的整体图像,用中角相机监视火星表面的变化;后者可测定火星大气温度、压力、尘埃,水蒸气分布和二氧化碳的变化情况。
1998年12月11日,该探测器在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17号航天发射复合体发射,运载火箭为德尔塔117425。发射42分钟后,火星气候探测者号顺利进入霍曼转移轨道。火箭最后的相对速度为每秒5.5公里,并将探测器送往6亿6900万公里外的目标，朝向火星前进。火星气候探测者号在发射时包括推进剂总共重638公斤。轨道器原定首先进入160千米x39000千米,周期29小时的捕获轨道,随后用44天时间借助火星上层大气阻力的作用把轨道高度降低到90千米x405千米,最后再利用星上推力器进入高405千米的近圆测绘轨道。
1999年9月23日,对于美国的火星探测来说是一个黑色的日子。在这一天,美国人正在翘首期盼“火星气候轨道器”进入预定
轨道的好消息时,谁也没想到,轨道器到达距火星表面150千米处,并开始减速准备进人预定轨道时突然与地面控制中心失去联系。20分钟后,探测器应由火星背向地面的一面转出,却仍无信息传回,这个耗资巨大的火星探测器就这样神秘地消失了。
大气压力导致探测器瓦解
一年后,美国火星气候轨道器事故调查委员会发布了第一阶段报告:此前,天文学家在1999年9月8日完成弹道修正机动-4的计算,随后在1999年9月15日执行。它的目的是让探测器调整至最佳位置以进人火星轨道,将使火星气候探测者号环绕火星的高度在1999年9月23日降为226公里。然而,导航团队认为探测器的高度有可能比预期的还要低得多,大约位于150~170公里。探测器在进人火星轨道前24小时的时候,科学家计算显示环绕火星轨道的高度为110公里,而火星气候探测者号能够存活的最低高度为80公里。科学家发现火星气候探测者号最后的高度只有57公里,很有可能因为大气压力导致探测器瓦解。
数据未换算就输入计算机系统
那么,是什么原因使得探测器高度如此之低呢?美国太空署喷气推进实验室等部门的调查确认,造成飞行高度太低的原因竞然是公制和英制的转换问题!原来,美国太空署的喷射推进实验室使用的是公制单位,而美国的工业系统使用的是英制单位。该实验室每天都要根据洛克希德·马丁空间系统公司提供的数据启动两次小推进器,用来调整探测器的航向,而洛克希德·马丁公司提供的数据为英制单位,即“磅力”。导航人员误认为是以公制为单位,即“牛顿”,数据未加换算就输入了计算机系统。这样就导致了公制单位和英制单位数据的混乱,从而造成了严重的导航错误,导致探测器进人大气层的高度有误,最终瓦解碎裂。
差之毫厘,失之千里,何况1磅力大约等于4.5牛顿,这样的失误造成的差距还真是千万里之外。就这样,造价高达2亿美元的探测器,因计量单位混淆打了水漂。
注：摘自网络，仅供教学使用
