“祝融号”如何在火星“过冬”?工程团队详解

来源:央视新闻客户端

2022-04-29 10:29

国家航天局探月与航天工程中心消息:火星即将进入冬季,入冬后,正在火星开展巡视探测任务的火星车“祝融号”将面临更多挑战。中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥近日向记者透露,工程团队已经对“祝融号”如何“入冬”做了详细的预案。

和地球一样,火星上也有四季之分。不同的是,火星一年相当于地球的两年,每一个季节持续6个月左右。

图源:央视新闻客户端

中国首次火星探测任务工程总设计师 张荣桥:目前火星车主要的电力获取、储存、供给符合我们原来设计的预期,所以对于后续度过严酷的冬季,我们也做了相应的一些预案策略。

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进入冬季后,火星夜晚的温度会降到零下100摄氏度以下,并且沙尘天气的发生概率会明显增多。为此,设计团队在设计之初,就对祝融号火星车在抗低温、抗沙尘、电力保障等多方面,进行了有针对性的设计,确保它在火星执行巡视探测过程中的安全。

“祝融号”表面累积薄尘 工作状态正常

此前,国家航天局探月与航天工程中心公布一组图像,通过环绕器拍摄的火星表面图像可以看到,目前多个地方出现了沙尘天气。目前“祝融号”具体的状态如何?将如何应对沙尘天气?

通过祝融号火星车去年5月19日和今年1月22日的两幅自拍照,我们可以清晰地看到,火星车的表面有明显的沙尘覆盖。

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航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:目前来说还基本上比较顺利。它(沙尘)会影响太阳翼的发电,因为它蒙的灰肯定发电效率就降低了,可能会导致它能源不足。

祝融号火星车主要通过太阳翼将太阳能转化为电能,从而为火星车上的科学设备提供正常工作所需要的电力支持。因此,太阳翼上的灰尘对于光能的转化产生一定影响。不仅如此,这些沙尘还会对火星车的温度造成一定影响。

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航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:(火星车)翅膀中间的车本体的顶板上面,有两个圆形的透明薄膜学名叫集热窗,就是阳光通过膜照进去之后能把热量留在火星车的舱内,但是现在如果蒙一层灰的话,可能透进去的阳光就变少了,然后它收集的热量就少了,最终影响的还是能源的情况。

据了解,为了让祝融号火星车获取足够的电能,科研人员就要把太阳翼设计得足够大,从而能够吸收更多的太阳能来转化成电能。据火星车回传的最新数据显示,目前火星车已经行驶超过1.9公里,科学探测工作状态正常,并未受到沙尘明显影响,后续科研人员会对火星车进行持续监测。

“祝融号”四项设计应对沙尘

针对冬季的沙尘天气发生次数较多,设计人员为祝融号制定了四项措施。

航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:第一个措施它太阳翼的电池片是一种特殊的材料,叫超疏基材料,就跟荷叶一样,水珠落上去就可以滑落,灰落上去之后比较容易吹掉。

太阳翼还有对太阳的定向跟踪功能。尽管到了冬季,太阳的高度相对低一些,但火星车的这对翅膀依旧会像向日葵一样,随着太阳的东升西落而变化位置,最大限度地获取太阳能。

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第三项措施就是在风沙的天气条件下,火星车可以通过改变工作模式来保存体力、减少能源的消耗。

航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:第四个措施就是休眠唤醒,如果前面三个措施都不足以解决能源问题的话,可能这整车就要睡觉了,也就是说自己给自己断电了。沙尘天气变好的话,它就会自主唤醒,就可以接着工作。

“祝融号”巡视探测顺利 开展国际合作

祝融号火星车自2021年5月踏上火星表面开展巡视探测以来,已经稳定工作超过300个火星日,并回传了大量的科学探测数据。其间成功完成了一次通信试验,为后续我国开展国际合作打下了基础。

在祝融号踏上火星表面后,与欧空局的火星快车轨道器进行了一次在轨中继通信试验,并取得成功。

航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:相当于我们把信号发给欧空局的火星快车卫星,然后它把信号再转到欧洲的空间操作中心,然后再把信号转到我们的北京中心,做了一个链路的测试验证,证明了我们具备国际合作的能力。

目前,祝融号火星车已经在火星表面行驶超1.9公里,正在按既定的科学探测路线,向南行进。

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航天科技集团五院 天问一号巡视器总体副主任设计师 彭松:南面有一些我们关注的目标,有一个大的沙丘,包括绕着沙丘我们做了一些探测,另外还有一些沙丘附近的石块也做了一些探测,总体上来说还是科学家的需求为主。

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此外,正在进行火星全球遥感探测的天问一号环绕器,也在按照计划执行探测任务,并重点关注陨石坑、火山、峡谷、干涸河床等典型地貌和地质单元,获取高分辨率影像。

责任编辑:邓鹏
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