成功著陸!在火星首次留下“中國(guó)印跡”
4月24日,我國(guó)的第一架火星汽車在第六個(gè)中國(guó)航天日正式擁有自己的名字-“祝融號(hào)”,與湖南省南岳衡山的主峰同名?!白H谔?hào)”火星車的高度有185公分,重量達(dá)到240公斤左右。設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)火星月,相當(dāng)于約92個(gè)地球日?!白H谔?hào)”火星車將在火星上開(kāi)展地表成分、物質(zhì)類型分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及火星氣象環(huán)境等探測(cè)工作。
“祝融號(hào)”的名稱來(lái)自中國(guó)的傳統(tǒng)文化元素-祝融是中國(guó)神話中的神。相傳它是三皇帝和五皇帝的掌火官,這與我國(guó)其他航天器的命名思想是一致的。例如,以前的“嫦娥,墨子,悟空,北斗”都是現(xiàn)代科學(xué)和傳統(tǒng)文化的時(shí)空融合。從這些具有美麗含義的名字中,可以瞥見(jiàn)中國(guó)宇航員的科學(xué)夢(mèng)想和浪漫情懷。
第一輛火星汽車最終被命名為“祝融號(hào)”,是公眾的“民意所向”。航空航天科學(xué)向公眾的一個(gè)鮮明對(duì)比點(diǎn)燃了我國(guó)深空探索的火焰,并展示了中國(guó)人類探索的精神和文化信心。一直以來(lái),我國(guó)的深空探測(cè)任務(wù)都是“工程實(shí)踐-科學(xué)研究”雙線并行的,要求在實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行科學(xué)拓展研究。等“祝融”號(hào)火星車完成“90天預(yù)定時(shí)長(zhǎng)工作”,我國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)的工程學(xué)目標(biāo)將全部實(shí)現(xiàn)。
祝融被視為最早的中國(guó)傳統(tǒng)文化中的火,象征著中國(guó)人的祖先用火照亮地球并帶來(lái)光明。首款火星車被命名為“祝融”,這意味著點(diǎn)燃了我國(guó)星際探索的火,并指導(dǎo)人類繼續(xù)探索和超越廣闊的星空和宇宙中的未知?!白H凇被鹦擒囀侵袊?guó)探測(cè)火星的使者,是讓我們發(fā)現(xiàn)火星、探索火星、認(rèn)識(shí)火星的重要一環(huán)。小小的火星車背后,是無(wú)數(shù)個(gè)航空航天人的艱苦攻關(guān),是無(wú)數(shù)個(gè)新技術(shù)的自主研發(fā),是無(wú)數(shù)個(gè)零部件的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。從北京到上海,從長(zhǎng)春到蘭州,從喀什到佳木斯,來(lái)自全國(guó)上百家單位的人們已經(jīng)為之奮斗了太久太久。
據(jù)消息,5月15日,我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)著陸,在火星上首次留下中國(guó)印跡,邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步。后續(xù),祝融號(hào)火星車將依次開(kāi)展對(duì)著陸點(diǎn)全局成像、自檢駛離著陸平臺(tái)并開(kāi)展巡視探測(cè)。
火星的探測(cè)計(jì)劃對(duì)人類具有重要意義。首款名為“祝融號(hào)”的火星汽車與其“帶來(lái)光明”的含義相反。
承載著人們對(duì)宇宙的想象的“祝融號(hào)”將繼續(xù)在航空航天領(lǐng)域追逐光明。在“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功“落火”后,5月15日上午9點(diǎn)整,美國(guó)國(guó)家航天局于官方推特轉(zhuǎn)發(fā)其副局長(zhǎng)托馬斯·楚比興推文:“中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器‘祝融’登陸火星,恭喜中國(guó)國(guó)家航天局‘天問(wèn)一號(hào)’團(tuán)隊(duì)!和世界科學(xué)界一起,我期待中國(guó)本次火星任務(wù),對(duì)全人類了解這顆紅色星球所帶來(lái)的重要貢獻(xiàn)。
“祝融”有四片電池板,側(cè)端兩片,尾端兩片;而噸位相似的美國(guó)“勇氣號(hào)”、“機(jī)遇號(hào)”火星車只有三片電池板,分別是側(cè)端有兩片,尾端有一片。這樣獨(dú)特的設(shè)計(jì)讓“祝融”既能保持爬坡能力,還能獲得更大面積的太陽(yáng)能板,從而具有更加豐沛的電力供應(yīng)。不僅如此,“祝融”的太陽(yáng)能板也很特殊:它的表面有一層微結(jié)構(gòu)膜。這層膜表面的微觀結(jié)構(gòu)與蓮葉表面的結(jié)構(gòu)類似,能夠令火星的沙塵與太陽(yáng)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電池板表面的摩擦力,大大減少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”。
“祝融”號(hào)火星車還能自己清潔太陽(yáng)能板。雖然這層膜能夠減少火星沙塵附著的可能性,但時(shí)間一長(zhǎng),仍然會(huì)在太陽(yáng)能板上累積相當(dāng)厚度的沙塵。以往,以太陽(yáng)能板為電力來(lái)源的火星表面探測(cè)器碰到了這種情況,基本上都是聽(tīng)天由命,只能等風(fēng)吹。火星表面的風(fēng)既能帶來(lái)沙塵,也能帶走沙塵?!坝職馓?hào)”與“機(jī)遇號(hào)”實(shí)際使用時(shí)間較長(zhǎng)的一個(gè)原因就是火星的風(fēng)帶走了一部分電池板表面的塵埃。但全靠運(yùn)氣終究不是長(zhǎng)久之計(jì),自己動(dòng)手清潔太陽(yáng)能板才是唯一可持續(xù)的出路。為了保險(xiǎn)起見(jiàn),以往的火星著陸器太陽(yáng)能板都是一次性開(kāi)展結(jié)構(gòu),開(kāi)展了就無(wú)法回收。雖然“祝融”火星車的尾端太陽(yáng)能板也是不可回收的,但側(cè)端的兩個(gè)太陽(yáng)能板具備電機(jī),是可以回收的。這樣的設(shè)計(jì)使火星車能自主完成太陽(yáng)能板的清潔,從而極大提升在火星表面生存的能力。不僅如此,側(cè)端的太陽(yáng)翼在日常的工作中還可以隨時(shí)調(diào)整角度,最大限度接受太陽(yáng)光照射,提高產(chǎn)電效率?!白H凇彼褂玫南嘧儽夭牧希⒉粫?huì)造成火星表面核污染,不僅如此,相變保溫材料較高的相變潛熱可以在相變期間吸收/釋放大量的熱能,從而保證火星車處于穩(wěn)定的溫度范圍。在白天,“祝融”的保溫材料液化吸收熱量,在夜間則固化釋放熱量。這樣的特殊性質(zhì)讓“祝融”能夠在劇烈變化的外界環(huán)境溫度下,仍然能夠保持體溫的恒定,讓自己本身攜帶的各個(gè)組件能夠更穩(wěn)定、更長(zhǎng)久地工作。
另一方面,“祝融”獨(dú)特的懸掛系統(tǒng)使得它有多種行動(dòng)能力。火星車的每個(gè)車輪都可以獨(dú)立轉(zhuǎn)向,讓其獲得了原位轉(zhuǎn)向能力。即便在直線前進(jìn)過(guò)程中前輪受阻,也可以通過(guò)原位橫向運(yùn)動(dòng)的方式脫困。不僅如此,車輪上的支撐梁也可以主動(dòng)運(yùn)動(dòng),換句話說(shuō),火星車可以自己“抬起腿”。一般火星車陷入沙坑是因?yàn)檐囕喆蚧?,但如果直接把幾個(gè)車輪鎖定,通過(guò)懸掛系統(tǒng)主動(dòng)將整輛車提起來(lái),從輪行模式進(jìn)入“蠕行”模式,就可以完全避免這個(gè)問(wèn)題:“蠕行”狀態(tài)下的火星車能夠以自己的輪子作為錨點(diǎn),一步一步脫困。
祝融是上古神話中的火神,而今天“祝融號(hào)”終于登上了以五行之火命名的火星。自古以來(lái),火星就以與眾不同的紅色外觀吸引著人類的關(guān)注。古時(shí)人們常常將其與戰(zhàn)爭(zhēng)聯(lián)系,在西方神話中,火星往往是戰(zhàn)爭(zhēng)之神的化身;而在古代中國(guó),“熒惑(火星)守心”也被視為不祥之兆。直到近代,人們才重新以科學(xué)的眼光審視火星。隨著科技的進(jìn)步,人類探索火星的方式也在不斷突破,蒙在這顆紅色星球上的面紗已被徐徐揭開(kāi)。