美國宇航局(NASA)的火星勘測軌道飛行器(MRO)拍攝到的照片顯示,從去年9月開始到今年2月,中國火星車祝融號已連續(xù)5個月待在原地不動。而登陸火星已有11年的NASA好奇號火星車卻還在工作,與祝融號同時期登陸的毅力號也在運(yùn)行中。那么,祝融號究竟出了什么事情?為什么美國的火星車可以運(yùn)行這么久? 2020年夏天,兩年一度的火星探測窗口打開,人類開啟了新一輪的火星探測熱潮。先是阿聯(lián)酋的希望號點(diǎn)火升空,然后是我國的天問一號開啟奔火之旅,緊隨其后的是NASA的毅力號。 經(jīng)過6個半月的飛行,三個探測器先后抵達(dá)火星軌道。希望號是軌道器,它沒有登陸火星。天問一號則是由環(huán)繞器和著陸巡視器組合體構(gòu)成,環(huán)繞器在火星軌道上運(yùn)行,著巡組合體登陸火星。毅力號是一輛火星車,直接登陸火星。 在NASA毅力號成功火星將近3個月之后,我國的天問一號著陸器成功在火星表面著陸,祝融號火星車隨后踏上火星地表。雖然我們晚了一些登陸,但我們創(chuàng)造了記錄,第一次進(jìn)行火星探測,就成功把火星車送上火星表面。放眼全世界,除了中國之外,就連包括美國在內(nèi)當(dāng)年都沒有做到。 火星表面被一層薄薄的大氣層覆蓋,這給探測器著陸帶來了巨大的挑戰(zhàn)。再加上火星到地球的距離至少為幾千萬公里,通信存在幾分鐘到幾十分鐘的延遲,所以著陸火星完全要靠探測器自主進(jìn)行。 登陸火星的任務(wù)十分兇險,需要面臨“死亡7分鐘”的嚴(yán)峻考驗,有超過一半的火星登陸任務(wù)以失敗告終。因此,我國一次性成功登陸火星無疑是世界航天史上的一大壯舉。 在踏上火星后,祝融號開始了一系列的預(yù)定探測任務(wù),傳回了大量的探測數(shù)據(jù)。按照設(shè)計壽命,祝融號只要在火星上運(yùn)行三個月,就算圓滿完成任務(wù)了。事實上,祝融號在火星上正常運(yùn)行了一年多的時間,遠(yuǎn)超預(yù)期壽命。 由于火星的自轉(zhuǎn)軸傾斜了25度,略大于地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜角度,所以隨著火星繞太陽公轉(zhuǎn),火星上也會出現(xiàn)明顯的四季更替。不過,火星離太陽較遠(yuǎn),公轉(zhuǎn)一圈需要將近1.9年,所以火星上的每個季節(jié)時長差不多是地球上的兩倍。 祝融號登陸的地方位于火星北半球,緯度為北緯25度,差不多是北回歸線附近,這里屬于過渡性“溫帶”氣候。在2022年5月初,祝融號迎來在火星上的第一個冬季,同時還有一場即將到來的巨大沙塵暴。 祝融號的電力來自于四塊太陽能電池板,但冬季能接收到的太陽輻射大幅下降,而且沙塵暴阻擋太陽光,再加上那里的氣溫最低可以低至零下100℃,為了應(yīng)對這些惡劣天氣,祝融號切換到休眠模式。 按照計劃,在當(dāng)年12月前后進(jìn)入春季之時,祝融號將獲得足夠電力,從休眠中復(fù)蘇過來。按照預(yù)設(shè)程序,當(dāng)發(fā)電功率達(dá)到140瓦,并且關(guān)鍵部件加熱到零下15℃時,祝融號就會自主蘇醒,開始運(yùn)行。 然而,祝融號并沒有如預(yù)期那樣復(fù)蘇過來。NASA的照片顯示,祝融號在今年2月仍然是一動不動。原因可能是此次沙塵暴非常嚴(yán)重,祝融號的太陽能電池板被大量沙塵覆蓋,導(dǎo)致沒有足夠的電力來重啟。雖然祝融號的太陽能電池板可以通過翻轉(zhuǎn)來抖落灰塵,但這種清潔功能需要祝融號先恢復(fù)運(yùn)行。 根據(jù)祝融號雷達(dá)數(shù)據(jù)團(tuán)隊科學(xué)家、澳門科技大學(xué)副教授徐懿,需要等到火星夏季,氣溫升高,祝融號接收到更多的太陽輻射,讓電池充滿電,火星車將有望恢復(fù)正常運(yùn)行。 至于NASA的好奇號能夠運(yùn)行長達(dá)11年、毅力號能運(yùn)行兩年多的原因在于,它們的電力來源都不是太陽能,而是核能。這兩臺火星車都攜帶了一臺放射性同位素?zé)崮馨l(fā)電機(jī),可以讓它們長時間在火星上運(yùn)行下去,不受太陽輻射變化的影響。NASA的旅行者1號當(dāng)年也攜帶了這種核電池,即便它已飛了45年,如今遠(yuǎn)在238億公里外,核電池仍能提供電力,使其與地球進(jìn)行通信。 總之,我國的首次火星探測任務(wù)已經(jīng)取得巨大成功,不能要求再多。相信在未來的火星探測任務(wù)上,我們也會用上核電池。要知道,我國的核電推進(jìn)技術(shù)已經(jīng)取得重大進(jìn)展,把核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能,電功率輸出可達(dá)百千瓦級,在未來深空探測任務(wù)中大有可為。 |
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