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火星日 “祝融號”已到達火星表面！它長啥樣？是如何工作的？

根據(jù)遙測數(shù)據(jù)判斷，5月22日10時40分，中國第一輛火星車“祝融號”已安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測。繼5月15日天問一號著陸巡視器成功著陸火星烏托邦平原后，中國行星探測再傳喜訊。
“祝融號”火星車長啥樣？如何在惡劣的火星環(huán)境下開展科研探測？采訪人員采訪航天專家，一探究竟。
火星日 “祝融號”已到達火星表面！它長啥樣？是如何工作的？
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資料圖：5月22日10時40分，“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。圖為“祝融號”火星車駛上火星表面模擬圖像。國家航天局 供圖
【 火星日|“祝融號”已到達火星表面！它長啥樣？是如何工作的？】設(shè)計靈感源自蝴蝶
2020年7月23日，中國在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射天問一號探測器，邁出了中國行星探測第一步。按照計劃，天問一號任務(wù)將通過一次任務(wù)完成“繞、著、巡”三項目標；如今“祝融號”火星車已安全駛離著陸平臺，在火星表面開始巡視探測，這在世界上尚屬首次創(chuàng)舉。
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(fā)射到火星表面并進行巡視探測的一種“特殊車輛”。“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。
火星日 “祝融號”已到達火星表面！它長啥樣？是如何工作的？
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資料圖：圖為“祝融號”火星車模擬圖。中新社發(fā)中國航天科技集團五院 供圖
在中國航天科技集團五院天問一號火星探測器副總設(shè)計師賈陽的案頭，擺放著一枚精美無比的藍色蝴蝶標本。而火星車的設(shè)計靈感，便正是來自這枚蝴蝶。無線電成了“蝴蝶”的復(fù)眼，天線成了“蝴蝶”的觸須。
此外，“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(shè)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(fā)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(tǒng)巡視器，最大自主導(dǎo)航速度和自主移動距離均有大幅度的提升。
在火星表面工作期間，“祝融號”火星車將按計劃開展巡視區(qū)環(huán)境感知、火面移動和科學(xué)探測，通過配置的地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等6臺載荷，對巡視區(qū)開展詳細探測。
設(shè)計壽命90個火星日
“祝融”號火星車由結(jié)構(gòu)與機構(gòu)、移動、天線、熱控、供配電等10個分系統(tǒng)組成，具有四大主要功能，一是能夠承受整個任務(wù)過程中的力學(xué)、熱、輻射等空間環(huán)境；二是落火后火星車與進入艙配合完成釋放、分離任務(wù)；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(tài)，也就是“一夜好夢”；四是能夠適應(yīng)火面環(huán)境，具有自主休眠喚醒能力。火星車還配置了導(dǎo)航地形相機、多光譜相機等6種科學(xué)載荷，可以進行科學(xué)探測；按任務(wù)要求，擁有90個火星日的設(shè)計壽命。
“為了確保火星探測一次任務(wù)完成環(huán)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。”賈陽說。
眾所周知，火星距離地球最遠距離長達4億公里遠，科研人員無法對登陸火星的火星車進行實時測控，“祝融”號基本以自主工作為主，按照火星日進行工作規(guī)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(shù)傳手段。火星大氣表層光照強度大約是月球表面的三分之一；火星大氣吸收太陽光藍綠光，容易造成光譜紅偏；而火星沙塵沉積將影響太陽電池陣發(fā)電，為此，研制團隊專門針對光照、沙塵等情況，設(shè)計了蝶形四展太陽翼，配置了特殊的電池等。
賈陽表示，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(xué)特性雖然與月壤類似，但存在侵蝕而導(dǎo)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(shè)計并開展了內(nèi)場下陷脫困試驗，通過主動懸架構(gòu)型的變化，“祝融號”可以實現(xiàn)抬輪和蠕動，便于車輪下陷后脫困。
火星日 “祝融號”已到達火星表面！它長啥樣？是如何工作的？
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資料圖：“祝融號”傳回火星照片。國家航天局 供圖
“祝融號”如何“荒野求生”？
火星環(huán)境是出了名的惡劣，要想完成使命，“祝融號”火星車必須足夠強大，努力“活下來”。中國曾數(shù)次造訪月球，積累了寶貴經(jīng)驗。但月球與火星最大的不同，在于月表近乎真空，而火星有大氣層，這大大增加了探索火星的難度。

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