根据遥测数据判断，5月22日10时40分，中国第一辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。继5月15日天问一号着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原后，中国行星探测再传喜讯。
“祝融号”火星车长啥样？如何在恶劣的火星环境下开展科研探测？记者采访航天专家，一探究竟。
资料图：5月22日10时40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。图为“祝融号”火星车驶上火星表面模拟图像。国家航天局 供图
设计灵感源自蝴蝶
2020年7月23日，中国在文昌航天发射场成功发射天问一号探测器，迈出了中国行星探测第一步。按照计划，天问一号任务将通过一次任务完成“绕、着、巡”三项目标；如今“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，在火星表面开始巡视探测，这在世界上尚属首次创举。
火星车是在火星登陆并用于火星探测的可移动探测器，是人类发射到火星表面并进行巡视探测的一种“特殊车辆”。“祝融”号火星车看上去像一只美丽的“蓝色闪蝶”，四只翅膀是用于能源供给的太阳能电池板。
资料图：图为“祝融号”火星车模拟图。中新社发 中国航天科技集团五院 供图
在中国航天科技集团五院天问一号火星探测器副总设计师贾阳的案头，摆放着一枚精美无比的蓝色蝴蝶标本。而火星车的设计灵感，便正是来自这枚蝴蝶。无线电成了“蝴蝶”的复眼，天线成了“蝴蝶”的触须。
此外，“祝融”号火星车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。中国航天科技集团五院火星车总体主任设计师陈百超介绍，配备主动悬架的火星车，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。祝融号自主移动能力也非常杰出，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的提升。
在火星表面工作期间，“祝融号”火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测，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，对巡视区开展详细探测。
视频来源：中新视频
设计寿命90个火星日
“祝融”号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，具有四大主要功能，一是能够承受整个任务过程中的力学、热、辐射等空间环境；二是落火后火星车与进入舱配合完成释放、分离任务；三是在火昼时完成火面感知、探测、移动等工作，在火夜时进入待机状态，也就是“一夜好梦”；四是能够适应火面环境，具有自主休眠唤醒能力。火星车还配置了导航地形相机、多光谱相机等6种科学载荷，可以进行科学探测；按任务要求，拥有90个火星日的设计寿命。
“为了确保火星探测一次任务完成环绕、着陆和巡视的工程目标，研制团队针对火星独有的光照、沙尘、大气、温度、土壤等特点，量身打造了‘祝融’号火星车。”贾阳说。
众所周知，火星距离地球最远距离长达4亿公里远，科研人员无法对登陆火星的火星车进行实时测控，“祝融”号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。火星大气表层光照强度大约是月球表面的三分之一；火星大气吸收太阳光蓝绿光，容易造成光谱红偏；而火星沙尘沉积将影响太阳电池阵发电，为此，研制团队专门针对光照、沙尘等情况，设计了蝶形四展太阳翼，配置了特殊的电池等。
贾阳表示，火星表面岩石分布密度大约是月球表面的2倍，其土壤的物理、力学特性虽然与月壤类似，但存在侵蚀而导致的表层土壤坚硬、里层土壤松软的情况，对此，研制团队精心采用了主动悬架设计并开展了内场下陷脱困试验，通过主动悬架构型的变化，“祝融号”可以实现抬轮和蠕动，便于车轮下陷后脱困。
资料图：“祝融号”传回火星照片。国家航天局 供图
“祝融号”如何“荒野求生”？
火星环境是出了名的恶劣，要想完成使命，“祝融号”火星车必须足够强大，努力“活下来”。中国曾数次造访月球，积累了宝贵经验。但月球与火星最大的不同，在于月表近乎真空，而火星有大气层，这大大增加了探索火星的难度。
从以往火星探测器拍摄的图片来看，火星的地貌似乎与地球上的沙漠戈壁无异。但事实上，火星上的风速可达每秒180米，这几乎是地球上特大台风风速的三倍多。这如野兽般凶暴的烈风会掀起大量的沙尘、石块，形成特大沙暴。让“祝融号”火星车的“眼睛”蒙尘，“翅膀”不再灵活。面对这种情况，设计师使用了一种新型材料，这种材料不易沾上灰尘，即使沾上也可以通过振动将其抖落。
火星表面还密布着石块等障碍物，这就使得火星车的行驶需要更加“小心翼翼”，以免被障碍物卡住造成操作的迟滞。那如何才能火星车的每一步都走得更加稳妥呢？设计师们也想出了应对之策。在中国航天科技集团五院的实验室中，有一台与“祝融号”一模一样的火星车。当“祝融号”在火星上遇到复杂路况时，地球上的火星车将对火星路况进行模拟行驶，确认无误后才会发出指令。
祝融在中国传统文化中被尊为最早的火神，象征着华夏祖先用火照耀大地，带来光明。如今，“祝融号”火星车已到达火星表面，开始巡视探测。后续，“祝融号”将有望解开更多火星的未解之谜，指引人类接续探索浩瀚星空、宇宙未知。
来源：中国新闻社
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