應用筆記

數據記錄器科學實驗 2003年6月，作為歐洲航天局適合14-19歲的KS3 KS5火星快車任務的一部分，攜帶英國制造著陸器Beagle 2的火星快車軌道飛行器在俄羅斯聯盟 - 弗雷加特發射器上離開地球。如果一切順利，Beagle 2將成為英國制造的第一個探索另一個世界的太空探測器。[更新：著陸器成功觸地，但隨后未能部署（BBC新聞 2015-01-16）。] Beagle 2，如下圖1所示，是一個小型太空教育數據采集探測器 - 直徑約為自行車車輪的直徑，它包含在一個保護包中，以保護它在從地球到火星表面的長途旅行中。

隨著Beagle 2進入火星大氣層，隔熱罩的下降速度超過5.5 km / s或12,000 mph，并可防止探頭過熱和燒毀。降落傘幫助這個第一個任務，然后掉下來，帶上后蓋。然后打開主降落傘并放下隔熱罩。在地面附近，雷達高度計檢測到已達到正確的高度，以便給三個氣囊充氣，這些氣囊充氣并緩沖航天器的著陸。一旦與火星表面接觸，氣囊和降落傘就會消失，Beagle 2將最后一米落到地上。 一旦在表面上，彈簧機構打開著陸器的兩半，展開太陽能電池板，各種科學設備及其機器人手臂，如圖2所示。 這項科學實驗顯示了氣囊對Beagle 2著陸的影響。

所需設備 ADC-40/42或DrDAQ數據記錄器 安裝了PicoScope示波器軟件的PC 力傳感器FSG15N1A（Farnell InOne 721-6671） 反駁攤位和老板 構建Beagle 2著陸器模型需要額外的設備 - 完整的詳細信息可以在技術人員的說明中找到

實驗設置 火星著陸器Beagle 2由一小塊水泥建模。在其下側是力傳感器，其產生與施加在其上的力相關的輸出電壓。力越大，輸出電壓越高。該傳感器將連接到基于計算機的示波器，以顯示模型在著陸期間發生的情況。 一旦模型構建完成后，如技術人員的說明所示，將模型的懸架和連接系統放入高反彈架頂部的凸臺中，并連接DrDAQ或ADC-40/42和相關計算機，如圖所示在下面的圖3中。

進行實驗 設置Beagle 2著陸器模型設備，如上圖3所示。 將DrDAQ或ADC-40/42連接到計算機并加載PicoScope示波器軟件 將力傳感器的輸出電壓連接到計算機接口的電壓輸入端并插入9V電池，使該設備盡可能遠離計算機，以減少其“拾取”。 將時基設置為10ms / div。 將X增益設置為x1。 將觸發設置為單次，伏特，上升和+24 mV。（您可能會發現可以略微降低此值，但必須將其設置為一個值，以防止它過早觸發。在“嘈雜”環境中，計算機中存在大量“拾取”，您可以必須使用大于24mV的值。） 將顯示設置設置為-10％（屏幕底部的右側框）。這使您可以設置從何時開始跟蹤，在這種情況下，顯示的前10％是在影響之前。

使用ADC-40/42 將Y增益設置為x5

使用DrDAQ 對于輸入A，選擇伏特和x5的Y增益。 留下其他輸入。 向下滾動輸出電壓（mV）軸，直到左下角顯示0 mV。 如果跟蹤未按您的意愿顯示，則可以稍后調整X和Y增益。 在模型下方放置一塊相當堅硬的地毯。 使用附加的繩索將模型提升約30厘米。 單擊PicoScope屏幕左下角的GO按鈕，然后讓模型掉落。 注意輸出電壓（froce）隨時間的變化。 如果需要，打印并保存跟蹤。 重復實驗，但在模型底部附有一個小的充氣氣球（使用一小塊雙面膠帶將其直接連接到力傳感器上。） 注意：您可能需要將Y增益增加到x10或x20看效果。

對結果的問題和討論 Q1。氣球對輸出電壓（力）隨時間變化的形狀有什么影響？ Q2。對于非常緩沖或“軟”著陸，您是否希望輸出電壓（力）高或低？說明。 Q3。對于非常緩沖或“軟”著陸，您希望沖擊時間長或短嗎？說明。 Q4。如果在模型下方有相同的氣球但是墜落的高度較小，您會期望痕跡如何？說明。 Q5。如果在模型下方有相同的氣球，它會從原始高度下降，但是它的質量會減少，您會期望跟蹤看起來像什么？說明。