昨日(5月22日)早上10時40分,我國首次火星探測天問一號任務「祝融號」火星車成功駛上火星表面,行駛0.522米,開始巡視探測。國家航天局同時還公佈了「祝融號」火星車攜帶的前避障相機和後避障相機拍攝的駛離過程影像。看這段視頻,可以體驗下「祝融號」的第一視角記錄,是不是很激動?

「祝融號」開始巡視拍得的景象。
火星表面行駛0.522米!「祝融號」火星車驚艷亮相

「祝融號」離開時向後攝影機拍得著陸平台的景象。
「祝融號」火星車在火星上留下第一道印記,邁出的這一步意味著什麼?中國首輛火星車有哪些特殊的本領?未來在巡視探測中將發揮哪些作用?人民日報麻辣財經工作室採訪了相關專家。

「祝融號」駛離著陸平台模擬圖像。國家航天局圖片
中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋接受記者採訪時表示,天問一號任務今天又完成一個非常重要、關鍵的環節,「火星車從陪伴它303天的著陸平台上駛離,踏上了我們期待已久的新奇又陌生的火星大地,步履非常穩健。」
作為我國首次火星探測任務,天問一號任務通過一次發射實現「繞、著、巡」三大任務,這是航天史上前所未有的壯舉,美國都是要分期實現這些目標。張榮橋告訴記者,從2月10日的火星捕獲、環繞目標的達成,到5月15日的火星著陸,再到昨天的火星車開始巡視探測,標誌著工程三大目標圓滿實現。從昨天開始,天問一號任務進入巡視科學探測階段。
那麼,中國第一輛火星車是什麼樣子?

「祝融號」火星車。
航天專家介紹,火星車是在火星登陸並用於火星探測的可移動探測器。
從外表看,「祝融號」火星車像一隻美麗的藍色閃蝶,四隻翅膀是用於能源供給的太陽能電池板。據介紹,祝融號火星車配備了先進的主動懸架,具有蠕動、抬輪、車體升降等多種運動模式。中國航天科技集團五院火星車總體主任設計師陳百超說,配備主動懸架的火星車,能夠有效應對車輪下陷,甚至發生單個車輪故障也不會喪失移動能力。祝融號自主移動能力也非常傑出,最大自主導航速度和自主移動距離均有大幅度的提升。
「祝融號」火星車由結構與機構、移動、天線、熱控、供配電等10個分系統組成,具有四大主要功能,一是能夠承受整個任務過程中的力學、熱、輻射等空間環境;二是落火後火星車與進入艙配合完成釋放、分離任務;三是在火晝時完成火面感知、探測、移動等工作,在火夜時進入待機狀態,也就是「一夜好夢」;四是能夠適應火面環境,具有自主休眠喚醒能力。火星車還配置了導航地形相機、多光譜相機等6種科學載荷,可以進行多項科學探測。
那麼,「祝融號」的巡視探測工作將如何開展?
科研專家介紹,「祝融號」在火星上走走停停,行進速度並不快。 「祝融號」一般以3個火星日為一個工作週期,一天進行環境感知,一天「走路」,一天開展科學探測,每天均進行數據上傳。受到火星苛刻的環境影響,火星車每次只能「工作」一兩個小時。
火星車上搭載地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等6台載荷,主要涉及火星空間環境、地表形貌特徵、土壤表層結構、大氣(氣溫、氣壓、風速、風向)、局部磁場等研究,帶來火星的第一手資料。
事實上,「祝融號」在火星上順利工作,還需要克服不少困難。
中國航天科技集團五院火星探測器副總師賈陽介紹,火星表面弱光照、低溫、地火通信嚴重受限、地面通過性差,以及不可預估的沙塵天氣,是阻礙火星車生存及完成巡視探測的主要困難。他舉例說,比如「遠」的問題,今天地火距離3.2億公里,信號來回一趟需要近40分鐘,這麼遠的距離,地面沒法實時控制火星車。再如「冷」的難題,火星夜晚會降到零下130度,對火星車生存構成巨大挑戰。此外,火星上的風速可達180米/秒,幾乎是地球上超強颱風風速的3倍還多。強烈的風速會掀起大量的沙塵、石塊,形成特大沙暴,對火星車的生存造成嚴峻考驗。塵暴還會影響到火星車電池發電,影響太陽能供給。
針對這些問題,研制團隊根據火星獨有的光照、沙塵、大氣、溫度、土壤等特點,量身打造了「祝融號」火星車,確保了火星車能夠有效應對嚴酷的環境和任務約束。為了克服遙遠測控的問題,「祝融號」基本以自主工作為主,按照火星日進行工作規劃,進行長距離自主移動,並以中繼通信作為主要遙控、遙測、數傳手段。對於大氣、沙塵等可能影響能源的問題,研制團隊專門針對光照、沙塵等情況,設計了蝶形四展太陽翼,開發了特殊的防塵技術等。

火星沙塵暴的模擬圖。
看過科幻片《火星救援》的朋友,應該都對火星上的沙塵暴印象深刻。為了應對火星表面的沙塵暴天氣,「祝融號」可以根據沙塵天氣的輕重程度自主轉入到最小工作模式、休眠模式或喚醒模式。針對火星表面的低氣壓和晝夜溫差,科研人員為火星車配置了兩套集熱器,直接利用太陽的熱能進行保溫。
這樣的技術攻關還有很多。據介紹,為了讓火星車威風凜凜地行駛在火星上,研制團隊開展了成千上萬次大大小小的分析、試驗。
正是無數航天人的托舉,才有了「祝融號」火星車的驚艷亮相!祝福中國火星車一路平安,期待後續更多精彩呈現!
毛拍手
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