揭秘“祝融號”火星車的極限挑戰

李虹佳

2021年5月15日，“天問一號”火星探測器帶著國人的無限好奇與美好祝福成功抵達火星，而“祝融號”火星車也開始了歷時92天的極限生存挑戰。

在火星上活下來可真不容易

火星，是太陽系中跟地球比較相似的星球，一年有四季，有大氣層，巖石地表。可是，真要到了火星，才發現這里的生存挑戰真不少。

“祝融號”火星車面臨的首要挑戰就是能源問題。“祝融號”火星車選擇太陽能作為能量來源，然而，在火星上獲取太陽能可不是件容易的事兒。火星到太陽的平均距離，是地球到太陽平均距離的1.5倍以上，火星的太陽輻射能量只有地球的40%左右。

這可怎么辦？為此，“祝融號”火星車專門配備了4個大翅膀、3節砷化鎵太陽能電池陣列。這種裝置可以將光電轉化率由16%提高到32%，為“祝融號”火星車提供了充足的能源供給。

第二個挑戰就是火星上的沙塵暴。火星上漫天蔽日的沙塵暴會大大降低太陽能板的工作效率。為了應對這一考驗，科學家特意采用了電除塵技術和特殊涂層，相當于給火星車穿上了一件滑溜溜的防塵外衣，從而減輕了塵埃的煩惱。必要時，“祝融號”火星車還會暫時進入休眠狀態，直到沙塵暴結束才被重新喚醒并開始探測工作。

第三個挑戰是火星上糟糕的地形。火星表面深溝高壑、亂石嶙峋，堅硬的巖石或松軟的沙礫會逐漸破壞火星車的動力系統。為了應對各種難以預料的突發狀態，“祝融號”火星車設計運用了主動懸架結構，從而使火星車主動抬起車身躲避障礙。在主動懸架的基礎上，科學家還創新研發了輪步式移動系統，也就是依靠這6個能獨立行動的輪子，讓“祝融號”火星車不僅可以走直線、原地轉向、邊走邊轉向，還能蠕動或橫行，避免火星車在難以翻越的沙質陡坡中陷車。

第四個挑戰是火星的惡劣氣候。火星表面環境惡劣，晝夜溫差極大，最高溫度25攝氏度，而最低溫度可達零下110攝氏度。為了隔熱保溫，“祝融號”火星車采用納米級氣凝膠和正十一烷集熱窗等技術，確保火星車安全無虞地度過漫漫長夜。

小鏈接：“祝融號”都搭載了哪些黑科技？

“祝融號”采取了邊走邊探的探測方式，它搭載了很多探測工具，比如多光譜相機、地形相機、次表層的雷達、磁場探測儀和氣象測量儀。光譜分析就像給火星上的巖石做一次全面體檢。而“祝融號”上的多光譜相機，能針對某一個目標拍攝8張圖片，我們根據每張圖片不同的光譜波段，可以判斷火星表面物質的成分，研究火星地質演化和氣候環境變化過程，尋找可能存在的水資源等。火星表面成分探測儀，則像一個微型的自動實驗室，它首先發射一束高能激光打在巖石上，局部的高溫足以把巖石從固體變成氣體，并在冷卻過程中產生等離子體，通過光譜分析，科學家們就能確定巖石的化學成分。這有助于我們揭示火星過去的水文環境、火山活動，以及生命存在的線索。

科學家們還特地為“天問一號”量身打造了一套“超級天線”，用于將收集到的數據傳回數億千米之遠的地球。