中國(guó)準(zhǔn)備在2020年發(fā)射火星探測(cè)器,2021年抵達(dá)火星,并有望一次任務(wù)實(shí)現(xiàn)“繞”“落”和“巡”。
火星車的設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)火星月,設(shè)計(jì)重量200多千克。為適應(yīng)火星的特殊環(huán)境,火星車將采用復(fù)合記憶纖維、鋁基碳化硅、蜂窩夾層等多種材料制造。探測(cè)器將搭載用于火星全球遙感的相機(jī)、探測(cè)火星地下淺層結(jié)構(gòu)的雷達(dá)等13臺(tái)科學(xué)載荷,對(duì)火星的形貌、土壤、環(huán)境、大氣、水冰分布、物理場(chǎng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)。
即將在紅色星球上開始探險(xiǎn)之旅的中國(guó)火星車與在月球上留下中國(guó)印記的月球車“玉兔”又會(huì)有什么不同?
為此,曾負(fù)責(zé)“玉兔”研制的探月二期工程探測(cè)器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)介紹說(shuō),火星表面環(huán)境復(fù)雜,火星與地球之間距離遙遠(yuǎn),最近時(shí)約5500萬(wàn)公里,最遠(yuǎn)為4億公里。
“這決定了火星車必須具有較強(qiáng)的自主能力,自主實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、科學(xué)探測(cè)、故障診斷等功能,也就是說(shuō)火星車必須是一個(gè)移動(dòng)智能體?!辟Z陽(yáng)說(shuō)。
賈陽(yáng)介紹,火星距離太陽(yáng)更遠(yuǎn),同樣的面積下太陽(yáng)光的能量只有月球表面的40%,因此,火星車太陽(yáng)翼的面積越大越好,為了接收更多的太陽(yáng)光,火星車的“翅膀”將變得更大、更漂亮,而且“翅膀”的方向還要不斷調(diào)整,努力對(duì)著太陽(yáng)的方向?!氨M管火星表面的溫度變化比月球表面溫和些,但還是需要為火星車穿上一件適合的‘棉衣’?!?/p>
火星有大氣,但是氣壓很低,只有地球表面大氣壓力的1%。在火星的夏季,常常形成塵暴,有點(diǎn)像地面的沙塵天氣?;鹦菈m暴正是電影《火星救援》中故事的起因。塵暴發(fā)生時(shí),火星車接收的太陽(yáng)光能量會(huì)急劇下降,航天專家認(rèn)為,必須為火星車設(shè)計(jì)一個(gè)“休眠”模式,耐心等待塵暴過(guò)去。
火星表面的重力只有地球的38%,但是比月球表面的重力大多了,因此火星車移動(dòng)的時(shí)候,就需要更大的功率,火星車的“筋骨”也必須設(shè)計(jì)得更強(qiáng)壯才行。
此外,月球車工作的時(shí)候,地面很快就能知道車上的狀態(tài),遇到緊急情況,地面控制的指令也可以很快送到。但是火星車的信號(hào)傳到地面,最長(zhǎng)需要20分鐘,地面的指令又需要20分鐘,火星車才能收到?!八员仨殲榛鹦擒囋O(shè)計(jì)‘超強(qiáng)大腦’。一般情況下,火星車都能自己處理各種情況,只有特別復(fù)雜的問(wèn)題,自己解決不了,才交給地面控制人員解決?!辟Z陽(yáng)說(shuō)。
其實(shí),中國(guó)火星車模型曾在2014年珠海航展上首次亮相。它長(zhǎng)約2米,和“玉兔”月球車一樣有6個(gè)車輪,但個(gè)頭比“玉兔”更大,因此它應(yīng)比“玉兔”具有更強(qiáng)的越障能力。它在體積、重量和技術(shù)上接近美國(guó)的“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”火星車,采用太陽(yáng)能動(dòng)力,不像“好奇號(hào)”一樣使用核電池。
賈陽(yáng)說(shuō),火星等深空探測(cè)任務(wù)是一項(xiàng)規(guī)模宏大的復(fù)雜系統(tǒng)工程,它的實(shí)現(xiàn)將使中國(guó)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破,形成一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果,從總體上提升中國(guó)的科技自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“中國(guó)的月球探測(cè)‘繞’‘落’‘回’三步走的計(jì)劃即將實(shí)現(xiàn),把中國(guó)人的目光放到更遠(yuǎn)深空的時(shí)機(jī)即將到來(lái),在一些重大前沿科學(xué)問(wèn)題的解決過(guò)程中,將更多地看到中國(guó)人的身影?!辟Z陽(yáng)說(shuō)。