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行驶百天后,“祝融号”迎来新任务

2021-12-25《人民日报》《环球时报》

发明与创新·大科技 2021年9期
关键词:祝融探测仪火星车

截至8月30日,中国“祝融号”火星车已经在火星表面行驶了100天,超过原先预定的3个月服役期限。“祝融号”未来将继续向南行驶,以获取更多的科学探测数据。与此同时,“超期服役”的这辆火星车也将面临更多的挑战。

累计行驶1064米

巡视探测期间,“祝融号”火星车按照“七日一周期,一日一规划,每日有探测”的高效探测模式运行。截至8月30日,火星车在着陆点以南方向累计行驶1064米。

我国首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲说,自“天问一号”探测器着陆火星以来,“祝融号”火星车逐步建立工作状态,完成状态检查和环境确认后,于5月22日成功驶上火星表面开始巡视探测。

对于火星车的表现,孙泽洲评价为非常优秀。“这次火星车在热控方面也有一些新的技术应用,比如我们用太阳集热器把太阳能转化成热能,使火星车在火星表面,尤其在火夜的时候,能处于一个相对比较理想的温度水平。从目前在轨运行的情况来看,跟我们的预期非常相符。”

“在火星车进行巡视探测的过程中,环绕器也承担了很重要的角色。”孙泽洲说,环绕器完成多次轨道维持,稳3+aybcPcnVaWRyL6OTxAEjcIvTeqlFYifvBHpIIKI+E=定运行在中继通信轨道,为火星车进行中继通信,同时通过优化调整器上设备工作模式,成功应对火星阴影遮挡带来的能源问题。

据了解,截至8月30日,环绕器在轨运行403天,距地球约3.92亿千米。目前,环绕器、火星车各设备功能性能良好,能源平衡,各系统工作正常。针对两器在轨运行后续阶段可能出现的新模式、新状态,研制队伍对飞行方案预案进行了复核、完善,并开展必要的地面验证和模拟演练,确保两器在轨飞行稳定可靠。

能“超期服役”多久

“祝融号”火星车的设计寿命是90个火星日(92个地球日)。截至8月15日,“祝融号”火星车已圆满完成既定巡视探测任务。

完成预定3个月的服役期限后,“祝融号”还能继续工作多长时间?孙泽洲表示,“祝融号”火星车设计寿命主要是考虑到它在火星上的太阳能获得因素。火星表面呈现低光照,太阳光能量相对比较小。目前火星天气状况较好,但随着后续季节变化,火星上的太阳位置会逐渐改变,“祝融号”能接收的太阳光照强度将减弱。此外,火星大气中的沙尘在太阳电池板上的沉积也会造成影响。但孙泽洲表示,“我相信它能在火星上工作更长的时间”。

孙泽洲的信心并非没有依据。据介绍,美国2003年发射的“机遇号”火星车采用太阳能提供能源,设计寿命同样只有3个月,但它最终在火星上工作了惊人的14年。嫦娥探月工程中的玉兔二号月球车证明,中国航天产品的质量可靠。玉兔二号最初设计寿命为3个月,但两年半后它仍在正常工作。

搭载6台科学载荷

“祝融号”火星车上共搭载了导航地形相机、多光谱相机、表面成分探测仪、表面磁场探测仪、次表层探测雷达、气象测量仪6台科学载荷。在火星巡视探测期间,这6台科学载荷全部开机。

“我们大概每天都会有行驶的过程,主要有两个科学仪器在工作,一个是次表层探测雷达,还有一个是气象测量仪,在行驶过程中可以边走边看。另外还有4个科学仪器在火星车停止下来进行就位探测的时候开启探测。到目前为止,6台科学仪器一共获取了约10GB的原始数据。”我国首次火星探测任务探测器地面应用系统总设计师刘建军说。

据介绍,这些科学载荷的分工大致如下:导航地形相机获取沿途地形地貌数据,支持火星车路径规划和探测目标选择,并用于开展形貌特征与地质构造研究;次表层探测雷达获取地表以下分层结构数据,用于浅表层结构分析,探寻可能存在的地下水冰;气象测量仪获取气温、气压、风速等气象数据,用于开展大气物理特征的研究;表面磁场探测仪获取局部磁场数据,与环绕器磁强计配合,探索火星磁场演变过程;表面成分探测仪、多光谱相机获取特定岩石、土壤等典型目标的光谱数据,用于元素和矿物组成等分析研究。

“从科学数据方面,这6台科学载荷获取的数据已经完成相关处理和质量验证工作,并形成标准的数据产品,中国月球与深空探测网日前已面向国内科学研究团队开放数据申请,后续将以月为周期组,分批发布相关科学数据。”刘建军说。

有望开启高难度探测

完成既定探测任务后,“祝融號”火星车还将进行哪些科学探测?

孙泽洲说:“火星车已进入拓展任务阶段。根据当前的火星车工作状态,我们将继续保持高效探测模式,继续向着陆点以南古海陆交界方向行驶,获取感兴趣目标的科学探测数据。”

再过不久,“祝融号”火星车还将迎来日凌现象。专家解释,9月中旬至10月下旬,火星、地球将运行至太阳的两侧,且三者近乎处于一条直线,也就是出现日凌现象。由于受太阳电磁辐射干扰的影响,器地通信将中断约50天,环绕器和火星车将转入安全模式,停止探测工作。

“日凌现象出现之后,我们整个探测方案要作调整,要转到环绕器以实现全球环绕为主,同时兼顾火星车的巡视探测踪迹。这是我们一次实现‘绕、着、巡’整体任务的一个综合考虑。后续工程系统还会精益求精,力争为科学研究获得更多有效的探测数据。”我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥表示。

据了解,日凌结束后,环绕器将择机进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测,获取火星形貌与地质结构、表面物质成分与土壤类型分布、大气电离层、火星空间环境等科学数据,同时兼顾火星车拓展任务阶段的中继通信。而火星车将继续保持高效探测模式,并且有望开启“高难度”探测。“这一次的90个火星日我们走得相对比较保守。随着后续任务的推进,可能还可以做一些更极限的测试,为后续我们在其他地外天体的自主巡视探测任务积累更丰富的经验和技术储备。”孙泽洲表示。(据《人民日报》《环球时报》)

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