出品：川陀太空

　　美国宇航局现在所使用的减速器是维京时代研发的，而目前该减速器已经无法满足未来的火星任务，基于这个情况，美国宇航局开始了低密度超音速减速器项目（LDSD），这个项目致力于研发出新的减速器系统，该减速器能够使大型有效载荷安全着陆于火星表面。

　　图注：低密度超音速减速器正在测试中

　　图注：低密度超音速减速器溅落海面之后正在打捞

　　由于在未来的火星任务中，会采取比“好奇号”火星探测器还要重的机器人探测器，所以美国宇航局正在研发一种新型的减速器系统，该减速器系统在更加轻便的前提下，能够使更大型的有效载荷成功安全地着陆火星表面。在借鉴了夏威夷河豚的特性之后，研究人员在新减速器系统中也采用了相同的特征，那就是通过快速充气的方式，在保持保持质量不变的同时达到增加尺寸的效果。低密度超音速减速器（LDSD）就是新型减速器系统的名称，在火星漫游车着陆火星表面之前，该系统可以使整个火星车开始减速，从而使有效载荷安全着陆于表面。

　　图注：火星大气虽然稀薄，但足以让航天器烧毁，如果不进行减速的话

　　与众不同的火星

　　火星自身的情况与地球、月球十分不同，它所拥有的大气层厚度处于地球和月球之间，所以它既不能够让火箭自行将探测器放在月球表面，也不能够通过摩擦的方式使降落伞从太空着陆于地球。它处于进退两难的环境中。在火星上想要使大型有效载荷安全着陆表面的前提是，火星表面飞行器必须要有超大的降落伞、坚固的火箭弹以及安全气囊，只有这样，才能使有效载荷在稀薄的大气层中成功着陆于火星表面。自从LDSD项目开始研发以来，研究人员所研发的设备并不能够在真实的火星环境中得到测试。但幸好，在地球的平流层中，有一处空间的环境与火星环境相似，于是美国宇航局宣布这个空间，将会成为LDSD项目的测试地点。

图注：低密度超音速减速器在火星上的模拟效果图

　　落伍的维京时代减速器

　　美国宇航局当前所使用的减速器系统，还是在1970年代维京计划所研发的系统，目前该系统已经无法满足人类的科技需求，它既不能够使有效载荷安全着陆于火星表面，也不能够进入一些海拔高的地区。LDSD项目，则是美国宇航局为了研发出更好的减速器系统，从而使人类能够更好地探索火星以及全太空。

　　图注：LDSD项目的充气拖曳装置以及超音速环帆降落伞。

　　在获得美国宇航局资金帮助与技术支持的情况下，研究人员正式开始了LDSD项目的研究。作为美国宇航局的技术示范任务，LDSD项目有两个最终目标：一是研发出能够使火星探测器安全着陆的减速器系统，降低火星任务的风险性；二是使我们现有的飞行器技术更加成熟，推动太空任务事业的发展。而这两个最终目标的存在，都是为了造福人类科学和工业技术。

　　超音速减速系统

　　能在低密度大气中应用的超音速减速系统是NASA研发的目标，LDSD项目必须要在地球的平流层中得到全面的测试，只有在确认这些技术没有出现任何差错之后，才能将它们应用在未来的火星任务中。在这次的LDSD项目中，将会对三种全新的设备进行研发，而这三种全新设备的速度将远超声速。

　　在LDSD项目中，包含两种不同尺寸的超音速充气气动减速器（SIAD），它们看起来就像是两个气球。其中SIAD-R是用于未来的机器人任务，它的直径为六米，能够用加压的热气进行充气；而直径为八米的SIAD-E则适合人类任务的有效载荷，它可以通过冲压空气压力的方式进行充气。这些设备与飞行器外部相连，在飞行器的飞行速度达到3.5马赫及以上时，它们就会开始充气并使飞行器开始降速到2马赫以下，只有在处于这个速度时，飞行器才能更好更安全地着陆于表面。

　　图注：LDSD项目的环帆降落伞的模型，目前正在接受流量测试，模型为主体的三分之一。主体环帆降落伞在充气之后能覆盖整个测试区域。

　　图注：LDSD项目正在进行火箭雪橇测试，火箭雪橇使硬件加速后，SIAD-R减速器在这个过程中达到让硬件减速的效果。

　　图注：LDSD项目正在平流层模拟环境中接受测试。

　　LDSD项目中研发的最后一个设备是新型的降落伞，该降落伞的直径为33.5米，该尺寸是好奇号探测器所使用的降落伞的两倍，而且该降落伞的降落速度从2马赫降到了2马赫亚音速，这样子的设计更能保证飞行器的安全着陆。LDSD项目需要经过多种测试，例如2012-2014年的降落伞设计风洞测试以及火箭雪橇测试。到2014年和2015年，处于夏威夷考艾岛的太平洋导弹靶场，将会被打造成和火星基本相似的环境，从而开始对LDSD项目的测试。在这场测试中，测试车将会在大型科学气球的帮助下升至37公里高的高空，从而完全模拟LDSD减速器在火星任务中，对有效载荷开始减速后安全着陆于火星表面的全过程。这场测试中所用到的气球和测试车在测试结束之后，将会被研究人员重新回收。

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