MEDLI2是监测“毅力”号探测器登陆火星的传感器

上周,美国国家航空航天局成功降落了坚持不懈探测器的在火星上的Jezero火山口。

关于进入，下降和着陆（EDL）系统如何安全地将流浪者放在火星表面上的高级别描绘。使用的图像礼貌NASA / JPL-CALTECH

因为NASA这次任务的关键目标是获取火星未知的数据——比如大气条件、景观和微生物生命——NASA给漫游者配备了大量传感器，其中许多是商用的现成组件。

在“毅力”号的防热板上有一套传感器，称为MEDLI2旨在测量流动站的入境，下降和降落（EDL）以更好地援助未来的任务。

设计空间的挑战

我们最近讨论过从远处为“毅力”号漫游者提供动力的设计挑战。但是飞行传感器在太空旅行和着陆期间体验自己的挑战。

在太空中，传感器需要生存波动的极端温度，随机振动，冲击，真空和电离辐射。由于这些原因，必须通过执行适用的环境测试来测试和合格地测试用于航天器的组件。

惯性测量单元（IMU），陀螺仪，磁力计，热电偶和压力传感器是深空探测中常用的传感器。NASA工程师必须进行广泛的环境和生命周期测试，以验证其在太空环境中的可靠性和坚固性。通常，系统的设计也很保守，有安全裕度和备份/冗余单元，以提高可靠性和最小化风险。

设计和制造空间级航空电子可以与商业产品有关。例如，印刷电路板不能在空间真空中使用纯锡焊料，这可能会引起灾难性的机械应力。此外，基于锡的焊料可以产生“TIN晶须”，其是导电的并且可以引起电弧。锡须在航天器中尤其危险，没有能够在有效载荷发布后更换PCB。

金属或锡须不同形状和特征的图像。使用的图像礼貌美国国家航空航天局

尽管如此，NASA仍然能够在MEDLI2中使用一些商业组件，而没有造成任何后果。

MEDLI2的细节

Medli2.是NASA进入、下降和着陆仪器的第二个版本。该仪表套件包括三种类型的传感器，位于背板和不屈不挠的防热罩上，包括17个压力传感器，17个热插头，和3个热通量传感器。其目的是在EDL期间获得临界气动、气动热力学和热保护系统(TPS)性能参数的数据。

收集飞行数据

在MSL任务之前，原来的Medli没有测量背壳的热流，所以这一阶段的飞行数据是这个新任务的许多第一次。新的MEDLI可以收集以下数据:

• 重建的空气动力阻力
• 汽车的态度
• 原位大气密度
• 从气动加热
• 对湍流过渡
• 深入的TPS性能/ TPS消融

Medli2包括安装在MARS 2020热屏幕上的雷竞技最新app传感器，电子产品和利用。使用的图像礼貌NASA / JPL-CALTECH

此数据将允许研究人员与预测数据和更新分析模型进行比较飞行数据。

加速对抗热流

热流传感器易受高机械应力和热应力的影响，严重影响其功能。Medli2测试的商业上可用的热通量计为了准确性和生存能力。传感器套件的候选仪表包括garden仪表、热电堆仪表和施密特-伯尔特仪表。

MEDLI2 heatshield和backshell上的各种传感器的位置。使用的图像礼貌美国国家航空航天局

NASA对这些仪表的功能和生态影响进行了台式测试(空气热负载环境测试)。由于测试时的性能，工程师们最终选择了施密特-伯尔特仪表。

针对高超声压传感器的准确性

高超声速停滞压力是使用压力传感器测量的0 - 35000 Pa范围内的整个测试周期，包括峰值动态压力环境。

来自Medli的主要发现之一是超声波压力传感器在超音速飞行期间在较低压力下不提供足够的准确性。因此，在Medli2中，有必要包括一组单独的超音速换能器，该组精确在0-7000 PA范围内。另一个压力传感器位于车辆的后壳上，以测量0-700Pa的低压力。

MEDLI2为未来的火星任务学习

MEDLI2在上周“毅力”的参赛中表现如何?美国国家航空航天局报告称，当进入航天器穿过火星大气层时，传感器成功地显示了加热和压力动态。MEDLI2在航天器达到峰值温度(高达1300°C)和峰值压力后继续收集数据。在进入的最后100秒，飞行器仍处于超音速飞行阶段。

Medli和Medli2中使用的仪器传感器的比较。使用的图像礼貌美国国家航空航天局

从风速，Medli2压力传感器然后收集数据方向和车辆性能。Medli2使用许多其他传感器根据过去任务的缺失细节来获得更多相关数据。美国宇航局希望从这个任务获得的洞察力最终将使船员特派团设计到火星。

喷气推进实验室(喷气推进实验室)最近表示，一些高清摄像机在该任务中使用的是商业现货（婴儿床）零件这为商业传感器在未来的任务中应用提供了可能性。NASA可能会在未来的其他项目中平衡抗辐射和COTS组件。