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解密中国火星车

2021年05月27日 09:49  |  作者:王硕  |  来源:人民政协报
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5月22日10时40分起,由航天科技集团五院抓总研制的我国第一辆火星车“祝融”已到达火星表面。通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷,火星车正按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测等。同时,中国航天科技集团八院抓总研制的环绕器运行在中继轨道,为火星车巡视探测提供稳定的中继通信,兼顾开展环绕探测。

火星车由结构与机构、移动、天线、热控、供配电等10个分系统组成,能够承受整个任务过程中的力学、热、辐射等空间环境;可以在火昼时完成火面感知、探测、移动等工作,在火夜时进入休眠状态,并具有自主唤醒能力。

火星车想要动起来,动力是关键。动力的来源主要就是太阳能。

火星表层光照强度大约是月球表面的1/3;大气吸收太阳光蓝绿光,容易造成光谱红偏;而且火星尘埃在电池表面的堆积将影响太阳电池阵发电。为此,针对光照、沙尘等情况,研制团队设计了蝶形四展太阳翼,四只翅膀是用于能源供给的太阳能电池板;首次使用了最大功率跟踪技术,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;此外,还通过表面处理和结构设计在太阳电池玻璃盖片表面做了特殊涂层,降低了火星尘埃和太阳电池的相互吸引力。

不同于月球,当火星上大气运动引起的巨大沙尘暴造成接收到的太阳光能量急剧下降时,火星车可根据沙尘天气的轻重程度自主转入到最小工作模式、休眠模式或唤醒模式。其次,火星上有明显的四季变化,当进入火星深秋后,光照强度会持续减弱,太阳辐照强度仅为月球表面的20%,这时,火星车需要进入长期的“冬眠”,直至第二年的春季到来。

可是休眠后的火星车怎么把它叫醒?

研制人员给锂离子蓄电池增加了温度继电器,用来判断锂离子蓄电池的温度。当太阳电池重新开始工作后,优先给锂离子蓄电池加热,待加到-15℃左右,温度继电器自动闭合,火星车真正唤醒。

此外,火星车还配备了先进的主动悬架,具有蠕动、抬轮、车体升降等多种运动模式,可以不再担心车轮下陷,甚至发生单个车轮故障也不会丧失移动能力;而且相对传统巡视器,最大自主导航速度和自主移动距离均有大幅度提升。

由于火星距离地球最远距离长达4亿公里,研制人员无法对火星车进行实时测控。火星车基本以自主工作为主,按照火星日进行工作规划,进行长距离自主移动,并以中继通信作为主要遥控、遥测、数传手段。

“台上一分钟,台下十年功”。为了让火星车威风凛凛地行驶在火星上,研制团队呕心沥血,开展了成千上万次大大小小的分析、试验,让我们共同期待中国火星车的优异表现。


编辑:鲁雅静

关键词:火星 中国 表面 研制 探测


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