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“一只美麗的藍色閃蝶”揭秘中國首輛火星車祝融號

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一分鐘速覽祝融號火星車駛上火星表面。視頻來源:航天科技集團五院

火星車是在火星登陸并用于火星探測的可移動探測器,是人類發射到火星表面并進行巡視探測的一種“特殊車輛”。5月22日,祝融號火星車已安全駛離著陸平臺,到達火星表面,開始巡視探測。

祝融號火星車看上去像一只美麗的藍色閃蝶,四只翅膀是用于能源供給的太陽能電池板。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。

航天科技集團五院火星車總體主任設計師陳百超介紹,配備主動懸架的火星車,不再擔心車輪下陷,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杰出,相對傳統巡視器,最大自主導航速度和自主移動距離均有大幅度提升。

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;二是落火后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;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,可以進行科學探測。按任務要求,擁有90個火星日的設計壽命。

模擬圖像 來源:國家航天局

航天科技集團五院火星探測器副總師賈陽介紹,為了確保火星探測一次任務完成環繞、著陸和巡視的工程目標,研制團隊針對火星獨有的光照、沙塵、大氣、溫度、土壤等特點,量身打造了祝融號火星車。

眾所周知,火星距離地球最遠長達數億公里,所以我們無法對火星車進行實時測控,祝融號火星車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,并以中繼通信作為主要遙控、遙測、數傳手段。火星沙塵沉積將影響太陽電池陣發電,為此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,配置了特殊的電池等。

為了應對火星表面的沙塵暴天氣,火星車可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。火星表面氣壓大約是地球大氣的1%,為應對火面的低氣壓以及晝夜溫差,研制團隊為火星車配置了兩套集熱器,并采用納米氣凝膠保溫。

火星表面巖石分布密度大約是月球表面的2倍,其土壤的物理、力學特性雖然與月壤類似,但存在侵蝕而導致的表層土壤堅硬、里層土壤松軟的情況。對此,研制團隊精心采用了主動懸架設計并開展了內場下陷脫困試驗,通過主動懸架構型的變化,祝融號火星車可以實現抬輪和蠕動,便于車輪下陷后脫困。

此外,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,為闖過這些難關,研制人員開展了自主及故障容限設計,確保了火星車能夠有效應對嚴酷的環境和任務約束。

記者:胡喆

新華社國內部出品

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