以下文章来源于中国科普博览 ,作者冰结向日葵
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穿过两千多年 我们把屈原的《天问》唱给你听
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前有“天和”核心舱上天,后有“祝融”火星车落火。短短半个月内,中国航天迎来了两个重大新闻。
今天,“天问一号”的着陆器系统熬过了进入火星大气层的恶劣条件,稳稳地落在了火星表面。此后,“祝融”火星车将缓缓驶离着陆器,踏上这片陌生的红色土地。而这意味着,我国将成为继美国之后第二个实现火星表面释放火星车的国家,也将成为世界上第一个成功一次性实现火星表面“绕-落-巡”三重任务的国家。
一直以来,我国的深空探测任务都是“工程实践-科学研究”双线并行的,要求在实现工程目标的基础上,进行科学拓展研究。等“祝融”号火星车完成“90天预定时长工作”,我国“天问一号”任务的工程学目标将全部实现。
过往的大量经验表明,火星车的实际使用寿命往往长于设计寿命。美国的第一辆火星车“索杰纳”设计寿命7天,实际工作了3个月;“勇气号”与“机遇号”火星车双子星的设计寿命均为3个月,结果前者工作了近8年,后者甚至工作了15年,直到2018年一场席卷整个火星的沙尘暴令其断电。而我国的“玉兔二号”设计寿命3个月,结果它在月球上工作了860多天。月球的环境比火星要恶劣得多,不出意外,“祝融”号实际使用时间也会远远长于设计时间。
有备而来的航天人,为“祝融”使用了相当多的创新设计,能够支撑它突破设计寿命限制,实现在火星表面长期探索的目标。
火星车展开
本文转载自微信公众号“中国科普博览”(ID:kepubolan),原文首发于2021年5月15日,原标题为《不靠运气靠自己!三大创新伴“祝融”号探险火星》,不代表瞭望智库观点。
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特殊的电池板,电力有保障
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自带两个“温室”,热控有保障
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多重解救方案,遇事有保障
火星车能在火星表面移动,活动范围更广,获取的科研数据也更多,这是着陆探测器所无法比拟的。火星车的悬挂系统正是保障火星车能够在火星表面行动的核心,如果火星车的悬挂系统发生了故障,那么它就无法行动,只能变成固定式的火星表面探测平台。
2009年,“勇气号”因为车轮陷入了沙地,不得已结束了漫游使命;中国的“玉兔号”月球车也曾因为行驶过程中电缆被月岩扯出,随后在月球表面极端环境的作用下断裂,最终失去行动能力。尽管这两辆漫游车在这之后仍然继续工作了两年,但获得的科研成果比预期少了不少,这是非常遗憾的。
为了避免遇到类似的问题,一方面,“祝融”火星车充分修改了布线,最大限度将缆线布置于车身内部,减少事故的发生可能;
另一方面,“祝融”独特的悬挂系统使得它有多种行动能力。火星车的每个车轮都可以独立转向,让其获得了原位转向能力。即便在直线前进过程中前轮受阻,也可以通过原位横向运动的方式脱困。不仅如此,车轮上的支撑梁也可以主动运动,换句话说,火星车可以自己“抬起腿”。一般火星车陷入沙坑是因为车轮打滑,但如果直接把几个车轮锁定,通过悬挂系统主动将整辆车提起来,从轮行模式进入“蠕行”模式,就可以完全避免这个问题:“蠕行”状态下的火星车能够以自己的轮子作为锚点,一步一步脱困。
“祝融”火星车是中国探测火星的使者,是我们发现火星、探索火星、认识火星的重要一环。小小的火星车背后,是无数个航天人的艰苦攻关,是无数个新技术的自主研发,是无数个零部件的测试实验。从北京到上海,从长春到兰州,从喀什到佳木斯,来自全国上百家单位的人们已经为之奋斗了太久太久。
不久之后,这辆承载了全国人民期望的火星车将轻轻展开折叠的四片太阳能板,化蝶后的它轻盈地沿着着陆器导轨驶向这片土地,并将留下了一道浅浅的车辙。
车辙上镌刻着的,是中国航天的印记。
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