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火星日 中國第一輛火星車開始巡視探測之旅——“祝融”踏上“熒惑”

火星日 中國第一輛火星車開始巡視探測之旅——“祝融”踏上“熒惑”
文章插圖

“祝融號(hào)”火星車巡視探測模擬圖。中國航天科技集團(tuán)八院供圖
火星日 中國第一輛火星車開始巡視探測之旅——“祝融”踏上“熒惑”
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5月19日，天問一號(hào)任務(wù)探測器著陸過程兩器分離和著陸后火星車拍攝的影像對(duì)外發(fā)布。該圖由導(dǎo)航相機(jī)拍攝，鏡頭指向火星車尾部。圖中可見火星車太陽翼、天線展開正常到位；火星表面紋理清晰，地貌信息豐富。國家航天局供圖
5月22日10時(shí)40分，中國第一輛火星車“祝融號(hào)”安全駛離著陸平臺(tái)，成功“打卡”火星表面。
所謂火星車，就是在火星著陸并用于火星探測的可移動(dòng)探測器，是人類發(fā)射到火星表面并進(jìn)行巡視探測的一種“特殊車輛”。如今，這里第一次迎來了中國的火星車——祝融號(hào)。
當(dāng)天下午，國家航天局發(fā)布“祝融號(hào)”火星車攜帶的前避障相機(jī)和后避障相機(jī)拍攝的駛離著陸平臺(tái)過程，這些最新的火星表面影像，讓全世界共同見證：“祝融號(hào)”終于踏上“熒惑”，開啟巡視探測之旅。
“祝融號(hào)”這幾天在忙啥，傳個(gè)圖為何那么久？
早在5月15日，天問一號(hào)任務(wù)著陸巡視器就已成功軟著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，“祝融號(hào)”火星車建立了對(duì)地通信。
不過，直到5月19日，國家航天局才對(duì)外發(fā)布我國首次火星探測天問一號(hào)任務(wù)探測器著陸過程兩器分離和著陸后火星車拍攝的影像。圖像中，著陸平臺(tái)和“祝融號(hào)”火星車的駛離坡道、太陽翼、天線等機(jī)構(gòu)展開正常到位。
那么，“祝融號(hào)”這幾天到底在忙啥，所攝火星影像圖為何4天才傳回？國家航天局探月與航天工程中心深空部部長耿言對(duì)此進(jìn)行了解讀——
火星與地球的最遠(yuǎn)距離約4億公里，而無線電波是以光速傳播，信號(hào)能量的衰減與傳播距離的平方是成正比的。“祝融號(hào)”火星車現(xiàn)在距離地球約3.2億公里，“實(shí)在太遠(yuǎn)了，即使扯著嗓子一直喊，地球也只能收到很少的數(shù)據(jù)，慢得不行，只能把最重要的信息傳回來。”
“祝融號(hào)”火星車配置了兩種通信方式，一是直接與地球通信，二是通過天問一號(hào)環(huán)繞器中繼，與地球通信。5月15日當(dāng)天一著陸，“祝融號(hào)”火星車就直接向家人報(bào)告“我已著陸，感覺良好”。
耿言說，這之后，“祝融號(hào)”火星車用隨身攜帶的相機(jī)拍了一些照片。不過要是直接發(fā)回地球，理論上也需要8個(gè)多小時(shí)。由于火星的自轉(zhuǎn)，每天“祝融號(hào)”火星車能和地球直接通信的時(shí)間不到半個(gè)小時(shí)，所以就舍棄了直接向地球傳輸圖像的功能。
因此，“祝融號(hào)”火星車要等著環(huán)繞器的中繼，后者塊頭大，嗓門也大，向地球傳輸數(shù)據(jù)比“祝融號(hào)”要快得多。5月17日，環(huán)繞器進(jìn)入中繼軌道，隨后和“祝融號(hào)”火星車建立了通信聯(lián)系。
耿言表示，環(huán)繞器環(huán)繞火星一圈是8.2小時(shí)，因此它和“祝融號(hào)”很多時(shí)候都是被火星這個(gè)大家伙擋著，所以“祝融號(hào)”要在有中繼的寶貴時(shí)間，先把一些自身狀態(tài)的重要數(shù)據(jù)傳回來，之后再傳圖像。
目前，“祝融號(hào)”正在開展駛離著陸平臺(tái)的準(zhǔn)備工作，將擇機(jī)駛上火星表面，開始巡視探測。后續(xù)，它將和環(huán)繞器密切配合，不僅要拍下火星的風(fēng)景，還要用它攜帶的6臺(tái)科學(xué)載荷，對(duì)火星進(jìn)行深入探測，把更多的數(shù)據(jù)傳回來給科學(xué)家研究——這可是比拍照更重要的事。
設(shè)計(jì)壽命90個(gè)火星日，如何更好地活下去？
據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院火星探測器副總師賈陽介紹，“祝融號(hào)”具有4大主要功能：一是能夠承受整個(gè)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(jìn)入艙配合完成釋放、分離任務(wù)；三是在火晝時(shí)完成火面感知、探測、移動(dòng)等工作，在火夜時(shí)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，也就是“一夜好夢(mèng)”；四是能夠適應(yīng)火面環(huán)境，具有自主休眠喚醒能力。
他向采訪人員透露：按任務(wù)要求，“祝融號(hào)”擁有90個(gè)火星日（一個(gè)火星日約為一個(gè)地球日——采訪人員注）的設(shè)計(jì)壽命。
“火星距離地球最遠(yuǎn)距離長達(dá)4億公里遠(yuǎn)，科研人員無法對(duì)登陸火星車進(jìn)行實(shí)時(shí)測控，所以‘祝融號(hào)’基本以自主工作為主。”賈陽說，按照火星日進(jìn)行工作規(guī)劃，“祝融號(hào)”將進(jìn)行長距離自主移動(dòng)，并以中繼通信作為主要遙控、遙測、數(shù)傳手段。
火星表面的環(huán)境極其惡劣。賈陽說，火星大氣表層光照強(qiáng)度大約是月球表面的三分之一；火星大氣吸收太陽光藍(lán)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(tuán)隊(duì)專門針對(duì)光照、沙塵等情況，設(shè)計(jì)了蝶形四展太陽翼，配置了特殊的電池等。

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