“祝融號”如何應對火星上的冬天?工程團隊詳解

2022-04-29 14:52:27

國家航天局探月與航天工程中心消息:火星即將進入冬季,入冬后,正在火星開展巡視探測任務的火星車“祝融號”將面臨更多挑戰。中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋近日向記者透露,工程團隊已經對“祝融號”如何“入冬”做了詳細的預案。

和地球一樣,火星上也有四季之分。不同的是,火星一年相當于地球的兩年,每一個季節持續6個月左右。

中國首次火星探測任務工程總設計師 張榮橋:目前火星車主要的電力獲取、儲存、供給符合我們原來設計的預期,所以對于后續度過嚴酷的冬季,我們也做了相應的一些預案策略。

進入冬季后,火星夜晚的溫度會降到零下100攝氏度以下,并且沙塵天氣的發生概率會明顯增多。為此,設計團隊在設計之初,就對祝融號火星車在抗低溫、抗沙塵、電力保障等多方面,進行了有針對性的設計,確保它在火星執行巡視探測過程中的安全。

“祝融號”表面累積薄塵 工作狀態正常

此前,國家航天局探月與航天工程中心公布一組圖像,通過環繞器拍攝的火星表面圖像可以看到,目前多個地方出現了沙塵天氣。目前“祝融號”具體的狀態如何?將如何應對沙塵天氣?戳視頻了解一下↓

通過祝融號火星車去年5月19日和今年1月22日的兩幅自拍照,我們可以清晰地看到,火星車的表面有明顯的沙塵覆蓋。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:目前來說還基本上比較順利。它(沙塵)會影響太陽翼的發電,因為它蒙的灰肯定發電效率就降低了,可能會導致它能源不足。

祝融號火星車主要通過太陽翼將太陽能轉化為電能,從而為火星車上的科學設備提供正常工作所需要的電力支持。因此,太陽翼上的灰塵對于光能的轉化產生一定影響。不僅如此,這些沙塵還會對火星車的溫度造成一定影響。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:(火星車)翅膀中間的車本體的頂板上面,有兩個圓形的透明薄膜學名叫集熱窗,就是陽光通過膜照進去之后能把熱量留在火星車的艙內,但是現在如果蒙一層灰的話,可能透進去的陽光就變少了,然后它收集的熱量就少了,最終影響的還是能源的情況。

據了解,為了讓祝融號火星車獲取足夠的電能,科研人員就要把太陽翼設計得足夠大,從而能夠吸收更多的太陽能來轉化成電能。據火星車回傳的最新數據顯示,目前火星車已經行駛超過1.9公里,科學探測工作狀態正常,并未受到沙塵明顯影響,后續科研人員會對火星車進行持續監測。

“祝融號”四項設計應對沙塵

針對冬季的沙塵天氣發生次數較多,設計人員為祝融號制定了四項措施。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:第一個措施它太陽翼的電池片是一種特殊的材料,叫超疏基材料,就跟荷葉一樣,水珠落上去就可以滑落,灰落上去之后比較容易吹掉。

太陽翼還有對太陽的定向跟蹤功能。盡管到了冬季,太陽的高度相對低一些,但火星車的這對翅膀依舊會像向日葵一樣,隨著太陽的東升西落而變化位置,最大限度地獲取太陽能。

第三項措施就是在風沙的天氣條件下,火星車可以通過改變工作模式來保存體力、減少能源的消耗。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:第四個措施就是休眠喚醒,如果前面三個措施都不足以解決能源問題的話,可能這整車就要睡覺了,也就是說自己給自己斷電了。沙塵天氣變好的話,它就會自主喚醒,就可以接著工作。

“祝融號”巡視探測順利 開展國際合作

祝融號火星車自2021年5月踏上火星表面開展巡視探測以來,已經穩定工作超過300個火星日,并回傳了大量的科學探測數據。其間成功完成了一次通信試驗,為后續我國開展國際合作打下了基礎。

在祝融號踏上火星表面后,與歐空局的火星快車軌道器進行了一次在軌中繼通信試驗,并取得成功。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:相當于我們把信號發給歐空局的火星快車衛星,然后它把信號再轉到歐洲的空間操作中心,然后再把信號轉到我們的北京中心,做了一個鏈路的測試驗證,證明了我們具備國際合作的能力。

目前,祝融號火星車已經在火星表面行駛超1.9公里,正在按既定的科學探測路線,向南行進。

航天科技集團五院 天問一號巡視器總體副主任設計師 彭松:南面有一些我們關注的目標,有一個大的沙丘,包括繞著沙丘我們做了一些探測,另外還有一些沙丘附近的石塊也做了一些探測,總體上來說還是科學家的需求為主。

此外,正在進行火星全球遙感探測的天問一號環繞器,也在按照計劃執行探測任務,并重點關注隕石坑、火山、峽谷、干涸河床等典型地貌和地質單元,獲取高分辨率影像。

標簽: 火星探測

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