小獵犬2號

小獵犬2號是英國一個未能完成任務的著陸太空飛行器，是歐洲空間局2003年火星快車號任務的一部分。它從火星特快車上釋放出來後的第六天，正準備按計畫進入大氣層時，失去了它所有的聯繫。也許它根本就沒上去火星，而是被彈出了大氣層，進入環日軌道；或是在降落過程中被大氣燃燒殆盡。亦或是達到了火星表面，卻撞到了超硬的物體，更或是由於某個錯誤而無法與地球聯繫。

2015年1月16日，英國航天局局長大衛·帕克爾(David Parker)證實，已失聯12年之久的小獵犬2號火星探測器已經找到。

基本介紹

• 中文名：小獵犬2號
• 所屬部分：火星快車號
• 所屬地區：歐洲空間局
• 發射目的：搜尋火星生命信息

命名由來

小獵犬2的名字來自曾兩次跟隨對達爾文遠征的小獵犬號帆船，這兩次遠征促使達爾文形成了進化論。這個登入器也被認為是“獵犬號”，並在後面加上探測器的數字。

小獵犬號帆船

設計背景

“小獵犬2”是由英國公開大學的科林·皮林格教授（Colin Pillinger）為首的英國學術小組與萊斯特大學合作構想出來的。名副其實，它的目的就是為了搜尋火星生命信息，如皮林格教授所說：

「小獵犬2號」停泊在火星地表的想像圖

“小獵犬號在19世紀30年代載著達爾文探索世界，並因此使我們對地球生命的認知獲得了一個巨大的飛躍。我們希望小獵犬2也能在探索火星生命上取得如此成就。” 北緯10.6°，西經270°，依西迪斯平原一塊巨大平坦的沉積盆地邊界，火星原始高地和北部平原之間的交界處，被選定為著陸點。專家期望登入器能持續工作180天，如果可能，持續一個火星年（687地球日）的工作。“小獵犬2”登入器的任務是探明著陸地點的地質狀況、礦產資源、土壤成分、氧化狀態、大氣的物理屬性、表層土壤分層、收集火星氣象學及氣候學的相關數據等，並尋找可能的生命跡象。

研發進程

設計團隊組建

皮林格為設計和建造“小獵犬2”成立了一個聯合團體，主要成員及職責如下：

• 英國公開大學——團隊領導及科學實驗
  萊斯特大學——項目管理、任務管理、飛行操作組、器械管理及科學實驗
  歐洲宇航防務集團——主要工業夥伴
  馬丁貝克——進入、降落、著陸系統
  羅傑克（ Logica）——巡航、進入、降落及著陸軟體
  科斯（SciSys）——地面部分及登入器軟體
  阿伯里斯特威斯大學——機械臂
  

小獵犬2號

研發啟動

2000年，主要研發工作開始啟動，歐洲宇航防務集團負責項目管理，萊斯特大學負責任務管理，包括相關的發射後操作準備和操作控制中心。 經過廣泛的公眾宣傳並取得資金支持後，設計人員尋求並得到了英國藝術家的參與和認同。任務的呼叫信號由布勒樂隊作曲；校準“小獵犬2”相機和光譜分析儀的'檢測卡片'（校準用片）由達米恩·赫斯特繪製。

登入操作控制中心（LOCC）設在萊斯特大學的英國國家太空中心，從這裡可以看到如何控制太空飛行器，中心對公眾開放參觀。中心還包括控制“小獵犬2”的作業系統、程式流程分析工具和科學遙測，準備活動序列、通訊系統及地面測試模型所需的虛擬現實工具。地面測試模型由多種不同的“小獵犬2”系統建造，這些數據收集起來形成一套完整的登入電子信息。地面測試模型幾乎是不停的運行各種工程和科學命令，以此來檢測著陸順序，驗證所搭載的軟體。

發射失敗

“火星特快車”在世界標準時間2003年6月2日17:45發射於拜科努爾。“小獵犬2”裝在火星特快車的頂端平台。2003年12月19日8：31，登入器由快車發射至飛向火星的彈射軌道。12月25日“小獵犬2”發射6天后，按計畫，要以20000公里/小時的速度進入火星大氣層。登入器外覆蓋著塗有NORCOAT（一種由EADS生產的燒蝕材料）的隔熱罩，來抵禦進入大氣層時的熱量。按火星探路者所經歷的熱流來說，火星大氣層中炙熱氣體產生的輻射和壓力最高點估計可達100W/cm²左右。 在火星大氣層中降落後，降落傘被打開，到離地1公里的高度，巨大的氣囊開始充氣，將登入器包起來，減輕著陸時的衝擊力。著陸時間預計在世界時12月25日02:45（歐洲航天局時間12月24日21:45）。著陸後氣囊減壓，登入器的頂部打開。此時，應該向火星特快車發一次信號，當地時間的早晨會再發一次，以此證明“小獵犬2”成功著陸並渡過在火星上的第一個夜晚。立體相機和一個彈出式鏡子將拍攝著陸地點周圍的全景圖像，然後登入器的機械臂展開。機械臂會用各種裝備採取樣品並儲存起來以便日後研究，“鼴鼠”也開始工作，在以登入器3公里為半徑的範圍內掃描地面，挖取岩石下的土壤樣品進行分析。

英國政府在“小獵犬2”上花費了超過2千2百萬英鎊（4千萬美元），剩下的4千4百萬英鎊（8千萬美元）來自私人投資。

雖然“小獵犬2”被成功的從母船火星特快車發射出來，但成功登入的訊息卻一直沒能得以證實。確認信息應該在2003年12月25號傳來，“小獵犬2”應當聯繫早已在軌道上的美國國家航空航天局的2001火星奧德賽號，然而接下來的幾天，卓瑞爾河岸天文台的洛弗爾望遠鏡也沒能收到“小獵犬2”的信號。工作組說，他們仍然“滿懷希望”的期待發現返回信號。

確認失蹤

2004年1月到2月，火星特快車一直多次試圖聯繫“小獵犬2”。第一次嘗試開始於2004年1月7日，以失敗告終。雖然一直進行頻繁嘗試，但最有希望取得成功的是1月12日那天，“小獵犬2”預設為會被剛好飛過正上方的火星特快車探測器發現。然而直到2月2日，探測器要轉為自動發射的後備模式時為止，也未能同“小獵犬2”建立任何形式的通訊聯繫。 目標著陸地區的中心的照片顯示此處有一個火山撞擊坑，有人認為也許是登入器的停靠地點剛好在撞擊坑壁形成的陰影中，所以發射的信號無法傳送，但後來的高精度照片否認了這一假設。

2004年2月6日，“小獵犬2”管理委員會宣布確認“小獵犬2”失蹤。2月11日，歐洲航天局宣布要對“小獵犬2”任務的失敗進行調查。

火星任務失敗是很正常的。在2006年，向火星的37次發射中，只有18次成功了。參見Mars Curse。

2004年5月，委員會將“小獵犬2”的調查報告提交給了歐洲航天局和英國科學大臣Lord Sainsbury。 最初，這個報告被列為機密檔案，後經過19份書面申請要求，報告終於公布於眾。

David Southwood教授，歐洲空間局科學部負責人，提出了四種可能的失敗原因：

· “小獵犬2”進入了科學家們完全沒有預計到的大氣層，很快就燃燒完了。也或許是被“反彈回太空中”。因為大氣中塵埃的成分分布不同，其溫度和密度也完全不同。

· 探測器的降落傘或緩衝氣囊沒有在正確的時間打開，或根本沒有打開。

· “小獵犬2”的後殼與降落傘絞在一起，使得降落傘沒能正確打開。

· “小獵犬2”在地表被氣囊和降落傘裹住了，沒法打開。

2005年2月，根據英國下議院科學與技術特別委員會的建議，報告公布於眾，萊斯特大學獨立出版了任務細節報告，包括可能的失敗模式，和一本《前車之鑑》的小冊子。

2005年12月20日，皮格林教授公布了一些來自火星全球探勘者號的圖片，他認為“小獵犬2”落在降落點Isidis Planitia的一個火山口中，據稱，這張模糊圖片上的主降落點有一個黑斑，不遠處，“小獵犬2”的太陽能板已經展開，被一堆泄氣的氣囊包裹著。2007年2月，火星勘測軌道飛行器的高精度相機發現這塊地其實是空的。

重獲聯繫

2015年1月16日，英國航天局局長大衛?帕克爾(David Parker)證實，已失聯12年之久的小獵犬2號(Beagle 2)火星探測器已經找到。

結構特徵

太空飛行器和子系統

“小獵犬2”有一個設計為著陸後可展開的機械臂作為可調承載台（PAW）。可調承載台包括一對立體相機、一個（6微米解析度）的顯微鏡，穆斯堡爾頻譜學儀器， 一個X光譜分析儀，一個收集岩石樣本的鑽頭和照射燈。岩石樣本由可調承載台送到質譜儀中，登入器內置的氣體色譜儀——氣體分析儀（GAP），可以測量不同碳中同位素的相對比例。因為眾所周知，碳是生命的基本元素，這些分析可以揭示樣本中是否有生命曾經存在的跡象。

此外，“小獵犬2”還配備了一個由機械臂放出的小鼴鼠（行星淺地工具，（PLUTO）），它安裝了一個可壓縮彈簧裝置，可以讓“鼴鼠”以每秒20毫米的速度在地表移動，探查地表，並用頂端的凹腔收集地表下的土壤樣本。鼴鼠與登入器之間通過有線電纜連線，並將所收集的樣本通過電纜送回登入器。 登入器的外形看起來像是一隻很淺的碗，直徑1米寬，深0.25米。登入器的外表面是以鉸接的形式摺疊起來的，裡面是一支超高頻天線和0.75米長的機器臂、科學設備等。主體裡也包含了電池、通訊設備、電子設備、中央處理器，加熱器和附加荷載設備（輻射和氧化探測器）等。登入器的蓋子是4片暴露在外未摺疊的太陽能板。登入器發射時總計69公斤，但實際登入重量約33.2公斤。 地面部分來自於歐洲空間總署，軟體核心是SCOS2000。為遵循低消費的原則，控制軟體的原型來自於筆記本電腦。