MEDLI2 传感器捕获“毅力号”火星着陆关键数据

“ Tango delta. 着陆确认。毅力号安全着陆火星表面，准备开始寻找远古生命迹象。”火星进入、下降、着陆仪器 2（MEDLI2）团队等待这句口令整整六年多。

NASA“毅力号”火星车于 2021 年 2 月 18 日成功着陆，开启火星机器人探索。MEDLI2 是探测器防护气动外壳上的关键技术之一，帮助记录飞行器进大气层、下降、着陆（EDL）全过程。所有 MEDLI2 数据存储在毅力号上，着陆成功后传回地球。

MEDLI2 任务是收集毅力号穿越火星大气层时恶劣环境的关键数据。包含三类传感器——热电偶、热通量传感器、压力传感器——测量进入大气层时的极端热和压力。还包含电子硬件记录进入大气和降落伞展开期间的热力和压力载荷。

MEDLI2 利用测量数据确定热盾和后壳承受的加热和大气动力。这两部件构成气动外壳，在巡航火星和 EDL 期间容纳保护毅力号。

MEDLI2 在“七分钟惊魂”——最后 7 分钟下降火星前 5 小时通电。这为电子设备稳定温度、测量进入前初始条件提供时间。团队收到 MEDLI2 成功激活指示后，在进入前 5 小时巡航阶段持续监控数据。

大多数 MEDLI2 传感器和主电子设备安装在火星 2020 热盾上。超音速降落伞展开约 10 秒后，MEDLI2 最后一次断电，因任务完成。因热盾必须分离以便毅力号从进入飞行器中分离，要求 MEDLI2 在分离前几秒关闭防电力问题。连接热盾和后壳的线束经焰刀切断，热盾抛弃。

毅力号在 EDL 期间实时返回“关键事件数据”，含 MEDLI2 部分数据，让团队实时观察进入飞行器经历。着陆成功 3 天后，剩余 MEDLI2 数据传回地球，项目进入下一阶段：数据分析和性能重构。

“返回数据令人着迷。像鸟瞰气动外壳穿越火星天空的全过程。MEDLI2 传感器信号极清晰，我们能立即识别有趣现象和关键事件。”NASA 艾姆斯研究中心 MEDLI2 首席研究员 Todd White 说。

MEDLI2 数据还提供测量值，用于确定火星 2020 进入飞行器穿越的大气属性。MEDLI2 提供关键 EDL 观测数据，了解毅力号进入余量有多少，并提供数据改进未来任务的预测模型和工具。

整个进入阶段记录的热盾绝缘温度与进入预测一致。进入期间热盾峰值测量温度 1830°F（1000°C），对应热盾外表面峰值温度估计约 2550°F（1400°C）。

MEDLI2 还用嵌入式热电偶确定热盾防护绝缘层可能烧蚀量。所有热电偶幸存进入加热脉冲，表明热盾烧蚀极低。此观察可用于重新评估热盾所需绝缘量，潜在减轻进入飞行器总质量。

同阶段也测量了表面压力，热盾峰值表面压力与团队进入预测匹配。MEDLI2 选用不同传感器精准捕获不同飞行阶段。一传感器覆盖最大表面压力完整范围。其余六个热盾压力测量范围更精准捕获超音速飞行阶段条件（从火星约 5 倍音速到超音速降落伞展开）。这些传感器结合惯性测量，提供了大气密度变化和风影响更明显时进入飞行器性能的额外洞察。MEDLI2 压力数据将用于改进未来 EDL 任务建模方法。

MEDLI2 还在火星 2020 进入飞行器后壳安装传感器，此前该区域观测有限。后壳传感器套件含表面压力、绝缘温度、直接表面加热测量。了解进入飞行器背面表面压力有助于缩小着陆足迹。后壳绝缘温度数据在初始预测范围内，可减少建模不确定性。同热盾绝缘层一样，了解后壳绝缘温度性能可减轻后壳绝缘质量。后壳直接表面加热测量也有助于减少预测模型不确定性。

MEDLI2 数据还含一系列“管家”测量。包括关键科学传感器的多项补偿温度测量。多数管家数据也是火星 2020 团队极感兴趣，辅助其 EDL 重构。部分管家测量含 MEDLI2 支撑电子设备内部传感器（电压、内部温度、MEDLI2 心跳/时钟等）。

MEDLI2 团队将继续分析数据未来六个月，深化 NASA 对火星大气、极端进入条件、火星 2020 气动外壳保护毅力号效果的理解。这些经验将即时用于下一火星任务，甚至泰坦任务。