“祝融號”火星車 效果圖 中國航天科技集團(tuán)八院 供圖
中國新聞網(wǎng) 作者 鄭瑩瑩 馬帥莎 繆新培
“祝融號”火星車在火星北半球活動。近期，火星北半球進(jìn)入秋季。根據(jù)以往的探測資料分析，秋季是火星沙塵天氣多發(fā)季節(jié)，之后，火星將進(jìn)入漫長而寒冷的冬季。沙塵暴、塵埃堆積、低溫，“祝融號”火星車(簡稱：“祝融號”)怎樣在惡劣環(huán)境中“活”下來？這與它的花式“睡覺技能”有關(guān)。
沙塵暴來了 它“休眠”護(hù)體
火星氣候環(huán)境復(fù)雜，其中，火星沙塵暴會直接影響火星車的能源獲取，影響其生存。歷史上，蘇聯(lián)的“火星3號”、美國的“機(jī)遇號”，均因?yàn)樘栯姵仃嚤簧硥m覆蓋而“停工”。
通過觀察近日“祝融號”火星車從火星表面?zhèn)骰氐淖耘恼眨瑢Ρ绕鋭倓傊憰r(shí)拍的照片，人們可以看出火星車表面已積累了一層薄薄的沙塵。
在遇到沙塵暴的日子里，“祝融號”究竟是怎樣“沙塵求生”的？原來，當(dāng)巨大沙塵暴讓“祝融號”受到沙塵的遮蓋時(shí)，“祝融號”接收到的太陽光能量急劇下降，它就會進(jìn)入“休眠”模式，待“沙過天晴”，它又“醒”過來。
研制人員通過對“祝融號”火星車的遙測信息判斷，沙塵覆蓋雖然讓其太陽翼的發(fā)電效率受到一定影響，但其能源仍然充足。
中國航天科技集團(tuán)八院(簡稱：八院)811所火星車太陽電池設(shè)計(jì)師王文強(qiáng)介紹，研制人員在火星車的太陽電池玻璃蓋片表面做了特殊涂層，讓太陽電池陣的表面不易沾染灰塵，即便沾染了灰塵，也可通過振動將其抖落。根據(jù)前期(1個(gè)月前)火星車在軌監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，使用該涂層后，“祝融號”的電流衰降率為2%至3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外火星車6%至9%的衰降率。
冬季能源告急 它跨年“冬眠”
在火星北半球進(jìn)入深秋季節(jié)后，光照強(qiáng)度會持續(xù)減弱。此時(shí)，火星表面太陽輻照強(qiáng)度僅約為地球表面的30%，月球表面的20%，更別說寒冷的冬季?；鹦擒嚹茉传@取將進(jìn)入“告急狀態(tài)”。
對此，研制人員的應(yīng)對策略是：讓火星車“冬眠”。八院811所深空探測專家金波透露，其“冬眠”將持續(xù)到第二年春季的到來。
相比月球車，火星車的“休眠喚醒”有何不同？金波說，月球車的“休眠喚醒”，主要解決月球車如何在低溫環(huán)境下度過漫長而寒冷的月夜問題，而火星車的“休眠喚醒”，主要針對火星沙塵暴及火星冬季環(huán)境。
他表示，月球車的“休眠喚醒”，需要人工干預(yù)。而火星車的“休眠喚醒”，是全自主的?；鹦擒嚨摹靶菝摺?，取決于太陽帆板的供電能力和鋰離子蓄電池的剩余容量，可以說是隨時(shí)、隨地；其“喚醒”則取決于太陽電池的輸出功率和鋰離子蓄電池的溫度。
為增強(qiáng)能源獲取能力，提高火星車在火星上的生存能力，中國航天還首次在軌應(yīng)用了最大功率跟蹤(MPPT)技術(shù)。八院811所火星車電源控制器設(shè)計(jì)師陳達(dá)興說，“其跟蹤精度高達(dá)98%，相比傳統(tǒng)電路，提高了太陽電池20%的利用效率?！?/p>
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