紀(jì)中展

“祝融號(hào)”火星車模擬圖。

近日，“祝融號(hào)”將要以冬眠的方式在火星過(guò)冬的新聞上了熱搜。因?yàn)?，它現(xiàn)在所在的區(qū)域，也就是火星上的烏托邦平原已經(jīng)進(jìn)入了冬季。

祝融是中國(guó)上古神話中的火神，“祝融號(hào)”寓意點(diǎn)燃中國(guó)星際探測(cè)的火種，它高1.85米，重240公斤，搭載了雷達(dá)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、電力供應(yīng)系統(tǒng)、火星表面成分探測(cè)儀等。

2020年7月23日12時(shí)41分，長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭搭載“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器升空，開(kāi)啟了它前往火星的征程;2021年2月10日20時(shí)50分左右，經(jīng)過(guò)200多天，“天問(wèn)一號(hào)”終于停泊進(jìn)入火星環(huán)繞軌道;去年5月15日8時(shí)， “天問(wèn)一號(hào)”著陸器帶著“祝融號(hào)”火星巡視車，成功降落火星表面，開(kāi)始了火星探測(cè)任務(wù)。這使我國(guó)成為世界上第二個(gè)獨(dú)立掌握火星著陸巡視探測(cè)技術(shù)的國(guó)家，也成為唯一一個(gè)一次性完成“繞落巡”的國(guó)家。

在“祝融號(hào)”剛著陸時(shí)，火星運(yùn)行至遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，太陽(yáng)直射點(diǎn)在它所在的北半球，正處于夏季。目前，火星運(yùn)行至近日點(diǎn)附近，太陽(yáng)直射點(diǎn)在其南半球，“祝融號(hào)”所在的地方正在進(jìn)入冬季。和地球一樣，火星上也有四季之分。火星的軸傾斜是25.19°的軌道平面，因此火星上的1年，相當(dāng)于地球的686.971天（換算為1.88個(gè)地球年），火星各地的每一個(gè)季節(jié)大約是地球上的6個(gè)月。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，“祝融號(hào)”所在區(qū)域正午最高溫度已降至-20攝氏度，夜間環(huán)境溫度低至-100攝氏度以下，可以說(shuō)進(jìn)入了火星的寒冬。由于火星自轉(zhuǎn)軸傾角比地球大，這意味著火星到了冬季，陽(yáng)光射角的傾斜度比地球大，光照減弱的程度也大。同時(shí)，火星上還有沙塵暴等極端天氣。由于火星表面是沙海大氣層，十分稀薄，因此容易出現(xiàn)特大風(fēng)暴。

“祝融號(hào)”與美國(guó)的“勇氣號(hào)”“機(jī)遇號(hào)”火星車一樣，通過(guò)太陽(yáng)能面板獲得電能，為儀器和系統(tǒng)供電的運(yùn)行提供保障?；鹦沁M(jìn)入冬季后，光照時(shí)長(zhǎng)進(jìn)一步縮短，光照強(qiáng)度進(jìn)一步減弱，沙塵遮擋陽(yáng)光和太陽(yáng)能面板，直接影響火星車太陽(yáng)翼電池陣的發(fā)電能力，使“祝融號(hào)”難以繼續(xù)運(yùn)行。

面對(duì)沙塵暴和嚴(yán)寒，“祝融號(hào)”該如何應(yīng)對(duì)在火星的第一個(gè)冬季？事實(shí)上，“祝融號(hào)”在設(shè)計(jì)之初就有幾大保護(hù)措施：太陽(yáng)翼的電池片是由一種特殊材料制成，原理類似荷葉，水珠落上就會(huì)自然滑落，灰塵落上也很容易被吹散;太陽(yáng)翼對(duì)太陽(yáng)有定向跟蹤功能，即使在冬季，依舊能最大限度地獲取太陽(yáng)能;在風(fēng)沙中，火星車可以通過(guò)改變工作模式來(lái)保存體力、減少能源消耗。

“祝融號(hào)”具體如何過(guò)冬，還需要參考當(dāng)下的發(fā)電能力和儲(chǔ)存的電量。首先，通過(guò)調(diào)整其太陽(yáng)翼角度，減少每天的巡視行走時(shí)間，盡可能地多發(fā)電、少消耗。其次，找準(zhǔn)時(shí)機(jī)睡眠和喚醒。“祝融號(hào)”能夠自主進(jìn)入休眠模式，即在沒(méi)有充足能量時(shí)“躺平”。當(dāng)太陽(yáng)能面板重新開(kāi)始工作后，會(huì)優(yōu)先給鋰電池加熱，并且通過(guò)溫度繼電器來(lái)判斷鋰電池的溫度。冬去春來(lái)，溫度達(dá)到-15攝氏度左右時(shí)，溫度繼電器自動(dòng)閉合，“祝融號(hào)”火星車正式喚醒并充電，重新開(kāi)始工作。

未來(lái)，“祝融號(hào)”的冬眠和喚醒，將帶來(lái)更多火星資訊，這對(duì)人類來(lái)說(shuō)更是巨大的進(jìn)步。