“祝融號”在火星上的奇妙之旅

◎本刊綜合

忙著上課、畫畫、搞科技制作、鍛煉身體……你們是不是已經遺忘了在火星上辛勤工作的“祝融號”火星車？作為我國首輛火星巡視車，“祝融號”火星車出色地完成了既定任務，交出了一份滿意的“答卷”。

截至8月30日，“祝融號”火星車在火星表面行駛達100天。在這100天里，“祝融號”火星車在著陸點以南方向累計行駛了1064米，搭載6臺科學載荷，共獲取約10 GB原始科學數據。

目前，“祝融號”火星車狀態良好、能源充足，將繼續向著陸點以南古海陸交界方向行駛，以獲取更豐富的科學探測數據，不斷開辟我國火星探索事業的新邊疆。

那么，“祝融號”火星車是一輛什么樣的火星車？它是如何應對火星環境，怎樣進行探索的？接下來將面臨怎樣的考驗……大家不如跟隨小編來揭開有關“祝融號”火星車的“謎團”，了解它在火星上的奇妙旅行吧！

可可愛愛的火星車

火星是太陽系中的神秘行星，人類對它著迷。各大航天強國將航天探索的目標鎖定這顆火紅的星球，中國也派出了實力與“顏值”并存的探火先鋒——“祝融號”火星車。

知識卡片

啥是火星車

火星車是在火星登陸并用于火星探測的可移動探測器，是人類發射到火星表面并進行巡視探測的一種“特殊車輛”。

名字有來頭

經過全球征名、專家評審、網絡投票等層層遴選，我國首輛火星車最終被命名為“祝融”，英文名為“Zhu Rong”。哈哈，這是你投票的名字嗎？

祝融在中國傳統文化中被尊為火神，象征我們的祖先用火照耀大地，帶來光明。我國首輛火星車被命名為“祝融”，寓意點燃我國星際探測的火種，指引人類對浩瀚星空、宇宙未知的接續探索和自我超越。

相 關鏈 接

中國航天起名有多浪漫

1.中國載人飛船“神舟”

“神舟”意為“神奇的天河之舟”，也是“神州”的諧音，象征飛船研制是各行各業大協作的產物。同時“神舟”有神氣、神采飛揚之意，承載著中華民族的飛天夢。

2.中國探月工程“嫦娥”

“嫦娥”是中國古代神話人物，“嫦娥奔月”是一個在中國流傳的古老神話故事，象征著中華民族對月亮的向往。

3.月球車“玉兔”

玉兔是中國古代神話傳說中在月宮負責搗藥的仙兔。玉兔善良、純潔、敏捷的形象與月球車的構造、使命形似又神似。

4.中國北斗衛星導航系統

“北斗”本義是北方夜空中接近北極點的一個星組，在中國傳統文化中寓意光明和方向。

5.暗物質粒子探測衛星“悟空”

“悟空”取意“領悟、探索太空”，另一方面，衛星的探測器正如孫悟空的火眼金睛，可以在太空中識別暗物質的蹤影。

不胖，就萬個餃子的質量

“祝融號”火星車長3.3米，寬3.2米，高1.85米，重240千克！科學家們說它是火星車中瘦的呢。

大家是不是對質量值沒啥概念？那打個不是很恰當的比方，我們過春節時吃的餃子一個大約20克，“祝融號”火星車的質量大約相當于12 000個餃子的質量！

眼睛大輪子多，萌萌的

“祝融號”火星車采用經典的外星探測車造型，看起來如同一只張開翅膀的大甲蟲，有著“大眼睛”“長脖子”“大翅膀”“翹尾巴（雷達）”和小輪子。

“祝融號”火星車的“大眼睛”是雙目攝像頭。就像咱們的手機背面和“額頭”都有攝像頭，拍照、視頻聊天都離不開它們，“祝融號”火星車也有兩只“眼睛”，它們左顧右盼，可以看到火星的樣子?！白Ｈ谔枴被鹦擒嚱o地球發送了不少照片哦。

“祝融號”火星車的“肚子”底下左右各有3個小輪子，看起來就像柯基的小短腿。你可別小看它們，它們能獨立驅動，在特殊情況下可以讓“祝融號”火星車實現“蠕動”、“蟹行”和“踮腳”等復雜機械操作。在這次探火任務中，“祝融號”火星車用這6個小輪子在火星上跋涉，1小時可以跑200米遠。

“腿”短、速度不快，但“祝融號”火星車走出的每一步都是中國人探火的進步！

借助“翅膀”，不怕“餓肚子”

咱們在家吃熱騰騰的飯菜，“祝融號”火星車在火星上也不怕“餓肚子”！它那像蝴蝶一樣可打開的“翅膀”是4塊太陽能電池板，這4塊可折疊的菱形板可以把太陽光變成能量，給“祝融號”火星車提供不斷前進的動力。

神奇的是，“祝融號”火星車的太陽能電池板的表面有一層微結構膜。不要小瞧這層膜，它表面的微觀結構與蓮葉表面的結構類似，能夠令火星的沙塵與太陽能電池板表面之間存在一層空氣，這層空氣恰恰可以極大減小火星塵埃與太陽能電池板表面的摩擦，大大減小火星沙塵附著的可能性。古有蓮葉“出淤泥而不染”，今有祝融“濯沙塵而不沾”。

告訴你們，打開太陽能電池板時，可是要講究順序的。

通信信號時常變化

火星與地球的距離變化很大。地球與火星同時圍繞太陽公轉，兩者之間的距離會在約0.5天文單位和約2.5天文單位之間波動。因此，“祝融號”火星車在與地球進行通信時，信號衰減總是會隨著地-火之間距離的周期變化而變化。

火星車上的中國元素

“祝融號”火星車在火星上行走，順便將中國文化帶去了火星。

中字花紋有科學

“祝融號”火星車在火星表面留下了“中”字車轍花紋。這個巧妙設計其實是為了測量火星車的行駛滑移率。

在行駛過程中，滑移率的大小直接關系到“祝融號”火星車當前是否安全。為了便于分析車輪是否在打滑，設計師在兩個后輪上分別刻上了一個“中”字，車輪轉一圈對應約1米。通過分析車轍照片，測量兩個“中”字之間的實際行駛距離，可以判斷“祝融號”火星車是否行駛安全：是行駛在堅硬的、滑移率比較小的硬地面上，還是行駛在松軟的、容易發生沉陷的沙地上。

其他“小心思”

在收攏狀態下，“祝融號”火星車看起來下方上圓，方代表大地，圓代表天空，寓意“達地通天”，契合有效載荷的任務使命。艙體呈長方形，頂板呈近八邊形，是中國人“四平八穩”美好祈愿的體現。

在展開狀態下，“祝融號”火星車如同蝴蝶。這種設計源于對中國風箏的借鑒，畢竟風箏被譽為最早的飛行器。

最費心思的，還要屬桅桿上的火星車車標。

圖2 火星車車標

在保障桅桿頂端設備安全的同時，設計師們請工人師傅們制作了九疊篆的“火”字圖案，安裝在“祝融號”火星車上。這就是“祝融號”火星車的車標。

六大“寶貝”助力火星探測

來火星一趟不容易，為了好好利用這次機會，“祝融號”火星車將“寶貝”們——6臺科學儀器裝在“肚子”里。這些“寶貝”幫助它探測火星，完成一系列復雜的科學任務。

導航地形相機

導航地形相機被裝在“祝融號”火星車的桅桿頂端，是“祝融號”火星車的“雙眼”，可以拍攝立體影像，幫助“祝融號”火星車導航和探測沿途的地形地貌。

多光譜相機

圖3 多光譜相機

多光譜相機在兩臺導航地形相機之間，共有9個成像譜段，可以直視太陽成像，主要采集著陸點周圍巖石和土壤的紅外光譜信息，進行地形地貌的空間分析，拍攝火星白天和夜晚的相關圖像。

火星表面成分探測儀

圖4 火星表面成分探測儀

火星表面成分探測儀由激光誘導擊穿光譜儀、短波紅外光譜顯微成像儀和微成像相機構成。這3種儀器分別負責元素組成分析識別、礦物和火星表面巖石成分分析以及獲得目標的高空間分辨率圖像。

火星表面磁場探測器

火星表面磁場探測器與天問一號環繞器攜帶的磁強針相互配合，共同探測火星表面的磁場變化，幫助我們了解太陽風與火星高層大氣或電離層的相互作用。

次表層探測雷達

次表層探測雷達主要探測火星地下物質（包括水、冰、各種礦物）的大小、結構及各種特征，具有兩個波段——可穿透10米~100米深度的低頻波段（15~95 MHz）和可穿透3米~10米深度的高頻波段（0.45~2.15 GHz）。

火星氣象測量儀

火星氣象測量儀用于測量火星表面溫度、濕度、氣壓和風速等，為我們了解火星的氣象狀況、追溯火星的氣候變化歷史積累數據。

“行動派”的旅行記

2021年5月15日上午7時18分，天問一號著陸巡視器在火星烏托邦平原南部預選著陸區著陸，“祝融號”火星車正式開啟火星之旅。

到達火星表面、行駛突破500米、穿越復雜地形地帶、行駛突破1000米、完成既定巡視探測任務……“祝融號”火星車在火星上經歷了什么呢？

大事件

5月17日，“祝融號”火星車首次通過環繞器傳回遙測數據。

5月19日，“祝融號”火星車傳回火星照片。

圖5 由導航地形相機拍攝，鏡頭指向“祝融號”火星車尾部。圖中可見“祝融號”火星車太陽翼，天線展開正常，火星表面紋理清晰，地貌信息豐富（圖/國家航天局）

5月22日，“祝融號”火星車安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測。

火星與地球有“時差”，火星的一晝夜約為24小時37分鐘，所以“祝融號”火星車在火星上的一天比我們在地球上的一天要長一點。

圖6 “祝融號”火星車駛達火星表面后，由導航地形相機拍攝的第一幅地形地貌影像圖（圖/國家航天局）

圖7 2021年 7月12日，“祝融號”火星車近距離拍攝了背罩及降落傘。此處距離著陸點約 350米（圖/國家航天局）

7月12日，“祝融號”火星車路過降落傘與背罩組合體附近，利用導航地形相機對組合體進行成像，清晰地展示了降落傘全貌和經氣動燒蝕后的完整背罩結構。

7月17日，“祝融號”火星車行駛突破500米。

截 至7月30日，“祝融號”火星車在火星表面工作75個火星日，并到達石塊、撞擊坑、沙丘分布密集的復雜地形地帶。

8月6日，“祝融號”火星車在火星表面累計行駛里程突破800米，正穿越復雜地形地帶。

8月15日，“祝融號”火星車在火星表面運行90個火星日（約92個地球日），累計行駛889米，所有科學載荷開機探測，共獲取約10 GB原始數據?！白Ｈ谔枴被鹦擒噲A滿完成既定巡視探測任務。

8月23日，我 國 首 次火星探測任務天問一號探測器成功著陸火星滿100天，“祝融號”火星車行駛里程突破1000米。

8月30日，“祝融號”火星車駛上火星表面滿100天。截至這一天，“祝融號”火星車在著陸點以南方向累計行駛1064米。目前，它狀態良好、能源充足。

“祝融號”火星車有話說：

我到火星后才發現，火星上的天氣并不總是那么糟糕。或許是天公作美，我還沒有遇到過可怕的火星沙塵暴。但因為離太陽太遠，能接收到的太陽能只有在地球上的40%，加之稀薄的火星大氣缺少地球大氣“被子”般的保溫作用，著陸區白天的氣溫只有零下20攝氏度到零下10攝氏度。不過好在風不大，著陸區的風速為每秒2米~每秒8米，是地球上再舒適不過的微風。對于我這個戶外工作者來說已經足夠幸運。

相關鏈接

“祝融號”火星車為何不能日行千里

雖然“祝融號”火星車的最大時速可達200米，但在實際工作中，行駛速度還需放緩。

首先，火星地形復雜，遍布石塊和隕石坑，“祝融號”火星車攜帶大量精密儀器，速度太快會影響儀器的使用。

其次，到達火星表面的太陽輻射遠弱于到達地球表面的太陽輻射，為了確保能夠擁有足夠的能量維系正常運作，“祝融號”火星車在行進過程中，車體速度不能太快。

再次，火星與地球之間的通信延遲可達20多分鐘，這使得一些突發情況的信息無法及時傳回地面，“祝融號”火星車必須先自主處理，較快的行進速度不利于它對緊急情況進行處理。

我耐得住寂寞，吃得了苦，很勤奮。只要不是太冷，并且電量足夠，我基本上都在工作——要么停在原地進行科學探測，要么一邊移動一邊進行科學探測。

收獲滿滿

“祝融號”火星車按照“七日一周期，一日一規劃，每日有探測”的高效工作模式緊鑼密鼓地開展巡視探測活動。

到目前為止，它隨身攜帶的6臺科學儀器已經獲得了超過10 GB的數據，再加上天問一號環繞器搜集的數據，已經積累了超過420 GB的數據。就像手機中占用內存空間最大的是相冊一樣，數據中大部分是圖像和視頻。

好在“網速”還可以，天問一號環繞器在“祝融號”火星車上方兢兢業業地進行中繼通信，雖然1 M/S的下傳速度比不上5G的速度，20多分鐘的時延也有點長，但上網“沖浪”、發個朋友圈已經足夠。你們都看到了“祝融號”火星車發的圖片了吧？

繼續服役

“祝融號”火星車的設計壽命是90天，理論上來講，工作時間已過，而且已圓滿完成既定任務?；蛟S是它的表現太好，加上火星的天氣格外給力，它的退休時間要無限延后了。

接下來，“祝融號”火星車將繼續保持高效探測模式，向著陸點以南、海拔高度不斷抬升的古海陸交界方向行駛，以沿途的石塊、沙丘、撞擊坑、溝槽、疑似泥火山等為目標，開展巡視探測。

值得一提的是，“祝融號”火星車在9月中旬至10月下旬休了個“長假”，因為日凌的影響。

9月份，火星、地球運行至太陽兩側，三者近乎處于一條直線——火星徹底躲在太陽身后，對地球避而不見。這時，受夾在中間的太陽的電磁輻射干擾，“祝融號”火星車和地球之間所有的通信中斷，它不得不暫停一切科學工作，僅維持運轉，定時查體，自動排障，正大光明地“休假”。

圖8 “祝融號”火星車自拍照（圖/國家航天局）

日凌結束后，“祝融號”火星車繼續工作，進行計劃外可能的拓展探索和極限測試，為以后的深空探測積累經驗。而“祝融號”火星車的小伙伴——天問一號環繞器也轉入遙感使命軌道，在繼續承擔中繼通信的同時，對火星全球進行遙感探測。