周四发射的 Mars 2020 Perseverance 漫游车包括 8 个在达勒姆制造的组件

2020 年 7 月 29 日

达勒姆 – 当美国宇航局于 7 月 30 日星期四发射 2020 年火星探测器毅力号时，它将包括由内华达山脉公司 (SNC) 达勒姆办事处开发的 8 个组件和 17 个应用程序。

内华达山脉公司 (SNC) 是一家私营国防承包商（由一对来自土耳其的夫妇创立），其航空航天部门总部位于科罗拉多州路易斯维尔。

这并不是 SNC 达勒姆分部的第一次太空探索。拥有 55 名员工的达勒姆分部为几乎所有火星探测器任务开发了执行器和其他组件，包括目前在火星上的好奇号探测器。算上这次任务，SNC 总共参与了 14 次 NASA 火星任务。

SNC 达勒姆办公室的项目经理查理·休斯 (Charlie Hughes) 是北卡罗来纳州立大学工程学毕业生，他说大约一半的员工都是从北卡罗来纳州立大学招聘的。

火星 2020 的主要任务之一是钻取岩石和土壤样本并送回地球，如果没有 SNC 开发的部件，这一任务就无法完成。

在达勒姆设计和制造的八个部件用于机械臂、转塔取芯钻和缓存组件。

毅力号与之前的火星探测器有许多不同之处。好奇号探测器只能钻探和分析岩石尘埃。毅力号将钻入岩石并从中取出岩芯样本。采集和处理这些样本并为未来的返回任务做准备的能力是这次任务的核心。

[在视频中，达勒姆制造的 SNC SAS 齿轮马达在 0:56 到 1:06 之间产生运动。]

毅力号将花几天时间钻探杰泽罗陨石坑，一个古老的火星河流三角洲，它收集的样本可能包含外星生命的第一个证据。

毅力号比之前的火星探测车更加自主，NASA 的一位机器人工程师将其描述为“火星上的自动驾驶汽车”。它有一台专用的导航计算机来辅助其移动。火星和地球之间的距离意味着信号单程需要 22 分钟，这使得从地球导航变得笨拙而低效。为了让它在一年内完成主要任务，它的自主导航至关重要。

毅力号的日程很繁忙。它将发射一架直升机，收集样本，并在火星上寻找一个地方存放样本，以便 2026 年左右的另一次任务收集样本。

达勒姆办公室的一名工程师对该办公室设计和建造的组件提供了以下描述：

SHACD 减速电机– SHACD 代表“样品处理臂、钻头转盘和管落下装置”。如果没有这个齿轮马达的功能，毅力号就无法处理从火星表面采集的样本。
SAS 齿轮马达– SAS 代表密封和 STIG（主轴双输入齿轮）。SAS 齿轮马达有助于密封样品处理管。如果未密封，它们可能会受到污染，从而污染过程中重要的岩心样品。

SAS 齿轮马达提供的另一项服务是能够切换钻头的扭矩模式。这类似于在家中切换钻头的模式。

[上面的视频中展示了更多达勒姆制造的组件：进给齿轮马达在 9:26 至 9:33 之间使用，SHACD 在 9:44 至 9:53 之间再次使用。]

最后，如果没有这个齿轮马达，毅力号的直升机将无法部署。这架直升机将执行侦察任务，从上空引导火星车到达新位置。

卡盘齿轮马达– 卡盘齿轮马达允许探测车根据钻入的岩石类型更换钻头。这类似于家用钻头中卡盘用于固定和释放钻头的方式。
进给齿轮马达– 当火星车钻入岩石时，该齿轮马达会将钻头送入和送出岩石。它还充当锁，在发射和着陆期间将整个钻头组件固定到位。如果钻头组件在此期间移动，钻头就会撞到减速层，从而阻止其降落到火星表面。
冲击齿轮马达- 该齿轮马达是转塔式取芯钻机冲击机构背后的驱动因素。冲击机构就像钻机的凿岩机。如果没有冲击齿轮马达，钻头就无法钻入较硬的岩石。
ShEl 齿轮马达- ShEl 代表“肩部和肘部”。它用于探测车的机械臂，帮助其上下左右移动。SHEL 齿轮马达帮助移动机械臂以收集样本并进行科学测量。
WAT 齿轮马达– WAT 代表“腕部和转塔”。该齿轮马达用于探测车的机械臂，帮助其扭转和转动钻塔。WAT 齿轮马达帮助移动机械臂以收集样本并进行科学测量。
主轴齿轮马达- 这是火星车钻探机制的核心，也是主轴双输入齿轮 (STIG) 机制的一部分。主轴齿轮马达实际上会旋转钻头并打碎岩石样本，这些样本最终将被送回地球进行研究。

这款齿轮马达是所有 SNC 齿轮马达中最独特的。它的输出既可以旋转钻头，也可以分离岩心样本。这两个输出同时旋转，不过探测车可以使用 SAS 齿轮马达和换档机制选择所需的输出。

主轴齿轮马达必须设计成能够承受所有的冲击力，并且能够承受钻头在钻岩石时卡住的情况，因为钻岩石会产生非常高的扭矩。

美国宇航局希望能够在火星上清晨开始钻探，因为那时的火星非常寒冷，所以 SNC 必须确保齿轮马达内的油脂不会凝固，并且仍能在 -94°F 的气温下旋转。

SNC 最著名的项目可能是建造追梦者太空飞机，这是一架自主航天器，将为美国宇航局发射到国际空间站，运送货物和科学实验。

达勒姆 SNC 办公室还在为追梦者制造零部件，帮助其机翼展开并在轨道上锁定到位，并在重返大气层时移动飞行控制面。

追梦者号也能像航天飞机一样在跑道上着陆，并且可重复使用 15 次。

发射窗口将于 2021 年底打开。达勒姆 SNC 办公室还在为追梦者制造组件，专门帮助其机翼在轨道上展开。

原文来源： WRAL 技术线