祝融號(hào)火星車著陸10大問(wèn)題詳解 第三個(gè)真正踏上火星的國(guó)家

　　問(wèn)題五：祝融號(hào)怎么獲取能量？

　　祝融號(hào)是天問(wèn)一號(hào)全程呵護(hù)的“掌上明珠”。在飛行、環(huán)繞和著陸期間，環(huán)繞器和著陸器全程為它保駕護(hù)航，提供重要的通信、能量和動(dòng)力服務(wù)。但是抵達(dá)火星表面后，著陸器將放出導(dǎo)軌，祝融號(hào)必須開(kāi)機(jī)，在經(jīng)歷數(shù)天能量積累后，最終走出“溫室”、依靠自身能力獨(dú)立生存。

　　祝融號(hào)的外觀結(jié)構(gòu)（圖源見(jiàn)水印）

　　祝融號(hào)依靠太陽(yáng)能進(jìn)行工作。由于火星距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，這里的太陽(yáng)能密度僅為地球附近的4成左右，對(duì)太陽(yáng)能帆板收集能量的要求極高。它使用了4片巨大的由三結(jié)砷化鎵構(gòu)成的“蝴蝶型”太陽(yáng)能電池陣列，確保足夠能量供應(yīng)。同時(shí)，火星上動(dòng)輒有大規(guī)模的沙塵暴，會(huì)對(duì)太陽(yáng)能收集效率產(chǎn)生巨大影響，甚至直接影響火星車工作壽命。通過(guò)防塵涂層技術(shù)，祝融號(hào)表面的抗沙塵能力大幅提高。但對(duì)于曠日持久的全球沙塵暴，則只能是“我打不起，但躲得起”，進(jìn)入休眠狀態(tài)，先躲過(guò)“風(fēng)頭”再說(shuō)。

　　火星表面空氣極其稀薄，保溫效應(yīng)有限，直接導(dǎo)致晝夜溫差過(guò)大，白天可達(dá)20攝氏度、夜晚卻能低于零下100攝氏度，這對(duì)于不少儀器將是巨大挑戰(zhàn)。一方面，祝融號(hào)必須在夜晚“熄火”休眠；另一方面，它也采用了納米級(jí)氣凝膠和正十一烷集熱窗等溫控技術(shù)，確保安全無(wú)虞度過(guò)漫漫長(zhǎng)夜。

　　問(wèn)題六：祝融號(hào)怎么運(yùn)動(dòng)？

　　會(huì)動(dòng)，是火星車的核心功能。

　　但火星上并不是一片“坦途”，隨機(jī)出現(xiàn)的尖銳砂石會(huì)輕易破壞火星車的動(dòng)力系統(tǒng)，且這些傷害會(huì)逐漸累積，對(duì)火星車造成巨大威脅。例如“勇氣號(hào)”火星車2009年陷入沙坑，導(dǎo)致輪子出現(xiàn)故障，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，一直被困到任務(wù)結(jié)束。目前正在運(yùn)轉(zhuǎn)的“好奇號(hào)”火星車，可能導(dǎo)致任務(wù)終止的最大風(fēng)險(xiǎn)之一就是逐漸殘破的輪子。

　　好奇號(hào)破損的輪子顯示出火星表面“路況復(fù)雜”（圖源：NASA）

　　祝融號(hào)的機(jī)身被設(shè)計(jì)成了可升降的主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)，能夠自由轉(zhuǎn)向，六個(gè)輪子均獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，多輪懸空的條件下依然能自由移動(dòng)。在極端地形中，祝融號(hào)還能重新設(shè)計(jì)輪子驅(qū)動(dòng)方案以實(shí)現(xiàn)“蠕動(dòng)”、“蟹行”和“踮腳”等復(fù)雜機(jī)械操作，成為一輛不折不扣的“火星六驅(qū)越野車”，以提高駕駛安全性，可以說(shuō)這將成為祝融號(hào)在火星馳騁的 “風(fēng)火輪”。

　　著陸火星后的祝融號(hào)藝術(shù)效果圖（圖源：國(guó)家航天局）

　　不過(guò)，祝融號(hào)的核心使命是科研，任何機(jī)動(dòng)性能都不如“行車交規(guī)”重要。首先，嚴(yán)格限速，節(jié)約寶貴的太陽(yáng)能。這個(gè)240千克的大家伙實(shí)際速度僅為厘米/秒級(jí)別，連烏龜都跑不過(guò)；其次，謹(jǐn)小慎微，“走一步，歇兩步”，經(jīng)常停下來(lái)利用地形相機(jī)和避障相機(jī)等詳細(xì)“眼觀八方” ，確認(rèn)安全再出發(fā)；再次，聚精會(huì)神。要么認(rèn)真行駛，要么停車讓科學(xué)儀器開(kāi)啟工作，聚精會(huì)神，絕不“邊走邊玩”；最后，真的發(fā)生緊急情況陷入困境后，航天人也會(huì)在地球?qū)嶒?yàn)室利用火星車的“雙胞胎”備份還原真實(shí)火星駕駛場(chǎng)景，設(shè)計(jì)多種解決方案，幫助它脫困。

　　不存在絕對(duì)安全的車，只存在絕對(duì)安全的交規(guī)。“行車不規(guī)范，親人兩行淚”，即使在火星，祝融號(hào)也牢記交規(guī)。