美國(guó) 美國(guó)火星車(chē)運(yùn)行14年,為何祝融號(hào)只有92天?總設(shè)計(jì)師:最合理安排

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?去年7月下旬,我國(guó)發(fā)射了首個(gè)火星探測(cè)器——天問(wèn)一號(hào)。經(jīng)過(guò)將近7個(gè)月的飛行,天問(wèn)一號(hào)進(jìn)入火星軌道。又過(guò)了3個(gè)月的時(shí)間,天問(wèn)一號(hào)的著陸平臺(tái)和祝融號(hào)火星車(chē)組合體克服“恐怖9分鐘”,成功在火星上著陸。
預(yù)計(jì)在本月22日,祝融號(hào)火星車(chē)將會(huì)下地,正式到火星上“溜達(dá)”。雖然祝融號(hào)歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦才到達(dá)火星,但其設(shè)計(jì)壽命僅為90個(gè)火星日(1個(gè)火星日約為24.6小時(shí)),差不多是92.5個(gè)地球日。
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相比之下,美國(guó)宇航局(NASA)的多架火星車(chē)都能在火星上工作很多年,甚至長(zhǎng)達(dá)十年以上。NASA的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)在2004年登陸火星,它們的設(shè)計(jì)壽命都像祝融號(hào)那樣,只有90個(gè)火星日,但勇氣號(hào)運(yùn)行了長(zhǎng)達(dá)2208個(gè)火星日,即6.2年(地球年);而機(jī)遇號(hào)更是運(yùn)行了創(chuàng)紀(jì)錄的5110個(gè)火星日,長(zhǎng)達(dá)14.3年。
目前,NASA還有好奇號(hào)和毅力號(hào)兩部火星車(chē)在火星上運(yùn)行。好奇號(hào)于2012年8月登陸火星,其設(shè)計(jì)壽命為1個(gè)火星年,即1.88個(gè)地球年,目前已經(jīng)運(yùn)行了將近9年。毅力號(hào)則是先于祝融號(hào)3個(gè)月登陸火星,其設(shè)計(jì)壽命也是1個(gè)火星年。
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我國(guó)的祝融號(hào)好不容易才去了一趟火星,為什么不讓它像NASA的火星車(chē)那樣,運(yùn)行幾年的時(shí)間呢?
天問(wèn)一號(hào)任務(wù)的總設(shè)計(jì)師張榮橋表示,祝融號(hào)這樣的設(shè)計(jì)其實(shí)是最為合理的安排。我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)邁的步伐非常大,很多方面需要精打細(xì)算,充分考慮各方面因素的影響。
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天問(wèn)一號(hào)一次任務(wù)就要實(shí)現(xiàn)繞、落、巡三大任務(wù),這個(gè)難度非常大。要知道,NASA早在1971年就成功把水手9號(hào)送入火星軌道,到了1976年海盜1號(hào)著陸器登陸火星,直到1997年才把首輛火星車(chē)旅居者號(hào)送到火星上。而旅居者號(hào)的設(shè)計(jì)壽命僅為一周(實(shí)際運(yùn)行85天),相比之下,祝融號(hào)已經(jīng)有了很大的飛躍。
由于火星離地球很遠(yuǎn),祝融號(hào)沒(méi)有能力把探測(cè)到的大量數(shù)據(jù)直接傳送回地球,這需要攜帶著增益天線的軌道器進(jìn)行中繼通信。由于目前我國(guó)只有一個(gè)環(huán)繞器繞著火星飛行,它在未來(lái)兩年內(nèi)還要承擔(dān)對(duì)火星全球進(jìn)行詳細(xì)探測(cè)的艱巨任務(wù),所以它能為祝融號(hào)進(jìn)行中繼通信的時(shí)間很有限。
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因此,祝融號(hào)只能在未來(lái)3個(gè)月內(nèi),開(kāi)啟全部科學(xué)設(shè)備,對(duì)火星表面進(jìn)行全方位探測(cè),抓緊時(shí)間把數(shù)據(jù)通過(guò)軌道器傳回地球,以完成預(yù)定的探測(cè)任務(wù)。相比之下,NASA目前有多個(gè)探測(cè)器繞著火星運(yùn)行,它們可以隨時(shí)為火星車(chē)提供中繼通信。
但從過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,設(shè)計(jì)壽命不能直接等價(jià)于實(shí)際能夠運(yùn)行的時(shí)間。此前我國(guó)登陸月球正面的玉兔號(hào)月球車(chē)和登陸月球背面的玉兔二號(hào)月球車(chē)已經(jīng)證明,我國(guó)航天產(chǎn)品的質(zhì)量非常可靠,它們的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間都大幅超過(guò)了設(shè)計(jì)壽命。玉兔號(hào)和玉兔二號(hào)的設(shè)計(jì)壽命與祝融號(hào)相近,都只有3個(gè)月,但玉兔號(hào)運(yùn)行了兩年八個(gè)月,玉兔二號(hào)已經(jīng)運(yùn)行了865天,目前還在正常工作。
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因此,我們應(yīng)該對(duì)祝融號(hào)火星車(chē)的可靠性要有信心。只要不出什么大的意外,祝融號(hào)也會(huì)像玉兔號(hào)和玉兔二號(hào),或者NASA的勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)那樣,長(zhǎng)時(shí)間在火星上運(yùn)行。
祝融號(hào)在火星上的能量來(lái)源是太陽(yáng)能,它攜帶著幾塊太陽(yáng)能電池板用于發(fā)電。而NASA的好奇號(hào)和毅力號(hào)都攜帶了放射性同位素?zé)犭姍C(jī),用核能作為能量來(lái)源。那么,這是不是祝融號(hào)不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的原因呢?
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【 美國(guó)|美國(guó)火星車(chē)運(yùn)行14年,為何祝融號(hào)只有92天?總設(shè)計(jì)師:最合理安排】其實(shí)不然。NASA的機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)也都是采用太陽(yáng)能,它們都能在火星上運(yùn)行多年。利用太陽(yáng)能最怕火星上的大規(guī)模沙塵暴,一旦沙塵遮天蔽日,并且沙子覆蓋太陽(yáng)能電池板,將會(huì)導(dǎo)致火星車(chē)失去電能而報(bào)廢。但火星上時(shí)不時(shí)還會(huì)刮起大風(fēng),這又會(huì)吹走電池板上的沙塵,所以機(jī)遇號(hào)和勇氣號(hào)可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。相信我們的祝融號(hào)也能克服重重困難,超額完成任務(wù)。
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