週四發射的 Mars 2020 Perseverance 漫遊車包括 8 個在達勒姆製造的組件

達勒姆 – 當 NASA 於 7 月 30 日星期四發射 2020 火星漫遊車持久力時，它將包括八個組件，與內華達山脈公司 (SNC) 達勒姆辦事處開發的 17 個應用程式一起使用。

內華達山脈公司 (SNC) 是一家私人國防承包商（由來自土耳其的一對夫妻組成），其航空航天部門位於科羅拉多州路易斯維爾。

這並不是 SNC 達勒姆營運中心的第一次太空競技表演。達勒姆辦事處擁有 55 名員工，為幾乎所有火星漫遊車任務（包括目前在火星上的好奇號漫遊車）開發了執行器和其他組件。算上這次，SNC 總共參與了 14 場 NASA 火星任務。

SNC 達勒姆辦事處的專案經理 Charlie Hughes 是北卡羅來納州立大學工程畢業生，他表示大約一半的員工是從北卡羅來納州立大學招募的。

Mars 2020 的主要任務之一是鑽探岩石和土壤樣本並將其送回地球，如果沒有 SNC 開發的組件，它就無法完成任務。

在達勒姆設計和製造的八個組件用於機械手臂、轉塔取芯鑽和緩存組件。

火星上的自動駕駛汽車

毅力號在許多方面與之前的火星漫遊車不同。好奇號火星車只能鑽探分析岩石的灰塵。毅力將鑽入岩石並從中獲取岩心樣本。此次任務的核心是能夠採集和處理這些樣本，並為未來的返回任務做好準備。

[在影片中，位於達勒姆的 SNC SAS 齒輪馬達在 0:56 至 1:06 之間產生運動。

毅力號將花很多時間鑽探古老的火星河流三角洲傑澤羅隕石坑，它收集的樣本可能包含外星生命的第一個證據。

毅力號比以前的漫遊者更自主，美國太空總署的機器人工程師將其描述為火星上的「自動駕駛汽車」。它有一個專用的導航計算機來幫助它的運動。火星和地球之間的距離意味著訊號單程需要 22 分鐘，這使得從地球上導航變得笨拙且低效。為了讓它在一年內完成其主要任務，其自我導航至關重要。

毅力面對繁忙的日程。它將發射一架直升機，收集樣本，並在火星上找到一個地點將它們存放起來，供 2026 年左右的另一次任務收集。

達勒姆製造的八個零件

達勒姆辦公室的一位工程師提供了達勒姆辦公室設計和建造的組件的以下描述：

• SHACD減速電機– SHACD 代表「樣品處理臂、鑽頭轉盤和管落下裝置」。如果沒有這個齒輪馬達的功能，毅力號就無法處理從火星表面收集的樣本。
• SAS齒輪馬達– SAS 代表密封和 STIG（主軸雙輸入齒輪裝置）。 SAS 齒輪馬達有助於密封樣品處理管。如果不密封，它們可能會受到污染，從而在此過程中污染重要的岩心樣本。

SAS 齒輪馬達提供的另一項服務是能夠切換鑽孔機的扭力模式。這類似於在家中的電鑽上切換模式。

[上面的影片中展示了更多 Durham 製造的組件：進給齒輪馬達在 9:26-9:33 期間使用，SHACD 在 9:44-9:53 期間再次使用。

最後，如果沒有這個齒輪馬達，毅力號的直升機將無法部署。直升機將被派去執行偵察任務，從上方引導火星車前往新地點。

• 卡盤齒輪馬達– 卡盤齒輪馬達允許流動站根據所鑽岩石的類型更換鑽頭。這類似於使用卡盤固定和釋放房主鑽頭中的鑽頭的方式。
• 進給齒輪電機– 當流動站鑽入岩石時，此齒輪馬達將鑽頭送入和送出岩石。它還透過充當鎖，在發射和著陸過程中將整個鑽井組件固定到位。如果鑽頭組件在這段時間內移動，鑽頭就會撞到航空殼，阻止其下降到火星表面。
• 衝擊式減速馬達- 此齒輪馬達是轉塔取芯鑽中衝擊機構的驅動因素。衝擊機構就像鑽孔機的手提鑽。如果沒有衝擊齒輪電機，鑽頭將無法鑽入較硬的岩石。
• Shel 減速馬達- Shel 代表「肩膀和手肘」。它用於火星車的機械手臂，幫助其上下左右移動。 SHEL 齒輪馬達有助於移動機械手臂來收集樣本並進行科學測量。
• WAT減速電機– WAT 代表「手腕和砲塔」。此齒輪馬達用於流動站的機械手臂，幫助其扭轉和轉動鑽塔。 WAT 齒輪馬達可幫助移動機械手臂來收集樣本並進行科學測量。
• 主軸減速馬達- 這是流動站鑽孔機構的核心，也是主軸雙輸入齒輪（STIG）機構的一部分。主軸齒輪馬達實際上會旋轉鑽頭並破碎岩石樣本，這些樣本最終將被送回地球進行研究。

此減速馬達是所有 SNC 減速馬達中最獨特的。它具有旋轉鑽頭和折斷岩心樣本的輸出。這兩個輸出同時旋轉，儘管漫遊車能夠使用 SAS 齒輪馬達和變速機構來選擇它想要的輸出。

主軸齒輪馬達的設計必須能夠承受所有衝擊力，並且即使鑽頭在鑽探岩石時被卡住（這會產生非常高的扭矩），也能正常工作。

NASA 希望能夠在火星非常寒冷的清晨開始鑽探，因此 SNC 必須確保齒輪馬達內的潤滑脂不會變成固體，並且仍然可以在 -94°F 的溫度下旋轉。

SNC 最出名的可能是建造「追夢者」太空飛機，這是一種自主太空船，將為 NASA 發射到國際太空站，運送貨物和進行科學實驗。

達勒姆 SNC 辦公室也正在為「追夢者」製造組件，幫助其機翼展開並鎖定在軌道上，並在重返大氣層期間移動飛行控制面。

追夢者也像太空梭一樣降落在跑道上，並且可重複使用最多 15 次。

發射窗口將於 2021 年底開啟。

原文來源： WRAL 技術線