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祝融号传来自拍照,“灰头土脸”不是大事,真正的“绝地求生”即将上演……
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来源:上观新闻 作者:俱鹤飞 2022-03-25 21:01
摘要:火星北半球进入秋季,祝融号“冬眠”挡沙尘暴。

昨天(24日),国家航天局发布多张最新的火星影像图,其中包括“祝融号”火星车从火星表面传回自拍照。相比刚刚着陆时拍的照片,可以看出火星车表面已积累了一层薄薄的沙尘。这是由于火星北半球已经开始进入秋季。根据以往的探测资料分析,秋季是火星沙尘天气多发季节,之后,火星将进入漫长而寒冷的冬季。

沙尘暴、尘埃堆积、低温……怎样让“祝融号”火星车在恶劣环境中“活”下来?负责火星车电源产品研制任务的中国航天科技集团上海航天技术研究院811所的专家们早就准备好了一系列的应对策略。

沙尘暴来了,怎么办?

火星气候环境复杂,其中,火星沙尘暴会直接影响火星车的能源获取,影响到火星车生存。历史上,苏联的“火星3号”、美国的“机遇号”,均因为太阳电池阵被沙尘覆盖而宣告失败。

那我们的“祝融号”呢?在遇到沙尘暴的日子里,它该怎样“绝地求生”?811所设计师们早就想好了对策。

当巨大沙尘暴让“祝融号”受到沙尘的遮盖时,其接收到的太阳光能量急剧下降,“祝融号”就会进入“休眠”模式,待“沙过天晴”,“祝融号”又会“唤醒”。

通过观察近日“祝融号”火星车从火星表面传回的自拍照,对比其刚刚着陆时拍的照片,可以看出火星车表面已积累了一层薄薄的沙尘。通过火星车的遥测信息判断,沙尘覆盖虽然让太阳翼的发电效率受到一定影响,但能源仍然充足。据811所火星车太阳电池设计师王文强介绍,他们在太阳电池玻璃盖片表面做了特殊涂层,让太阳电池阵的表面不易沾染灰尘,即便沾染上了灰尘,也可通过振动将其抖落。根据前期火星车在轨监测数据显示,使用该涂层后,“祝融号”火星车电流衰降率为2%—3%,远远低于国外火星车6%—9%的衰降率。

如何破解冬季能源告急?

在火星北半球进入深秋季节后,光照强度会持续减弱。此时,火星表面太阳辐照强度仅约为地球表面的30%,月球表面的20%,更别说寒冷的冬季。火星车能源获取进入“告急”状态。

研制人员的应对策略是:让火星车冬眠。811所深空探测专家金波透露,“冬眠”将持续到第二年春季的到来。

那相比月球车,两者的“休眠唤醒”有何区别?“月球车的‘休眠唤醒’,主要解决月球车如何在低温环境下度过漫长而寒冷的月夜的问题,而火星车的休眠唤醒,主要针对火星沙尘暴及火星冬季环境”,金波介绍,“月球车的休眠唤醒,需要人工干预。火星车的休眠唤醒,是全自主的。休眠,取决于太阳帆板的供电能力和锂离子蓄电池的剩余容量,可以说是随时、随地。唤醒则取决于太阳电池的输出功率和锂离子蓄电池的温度。”

为了增强能源获取能力,提高火星车在火星上的生存能力,811所研制人员也做足了功课:创新性地使用最大功率跟踪技术,这也是该技术在国内航天领域的首次在轨应用。811所火星车电源控制器设计师陈达兴说:“跟踪精度高达98%,相比传统电路,提高了太阳电池20%的利用效率,既解决了火星车能源紧张问题,也在减少太阳电池阵面积的同时减轻了电源产品的重量。”

栏目主编:李晔 题图来源:视觉中国 图片编辑:朱瓅
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