火星进入严酷的冬季，祝融号暂时休眠！为什么美国的毅力号不用？

2020年，来自中国的“天问一号”、美国的毅力号以及阿联酋的“希望号”三枚火星探测器陆续发射，向地球的近邻-火星进发，其中我国和美国的探测器在火星表面上释放了火星车，对火星表面的地形地貌、岩石和土壤构成、大气层、磁场等情况进行实地探测，均取得了丰硕的成果。

祝融号抵抗低温和沙尘暴的能力

我国的祝融号火星车的着陆地点，位于火星北半球的乌托邦平原的低洼地区。从去年的5月到今年的5月中旬，祝融号在火星表面的行驶总里程，达到了1921米。在轨运行的“天问一号”与在火星表面运行的祝融号，二者实施了对火星的立体化探测，共向我国的地面探测中心发射返回了940GB的海量数据，我国的科学家们正在紧锣密鼓地对这些数据开展解译、分析和研究。

祝融号火星车在着陆以后，利用它携带的高分辨率相机，在乌托邦平原的着陆区上空，探测到了若干次大规模的沙尘暴活动，遮天蔽日的沙尘将大部分的太阳光线阻隔在外，从画面上看火星表面呈现出比较黯淡、深黄色的环境，更加显示了火星表面严酷和毫无生机的自然环境。

祝融号火星车在结构设计上，充分考虑了火星表面的这种严酷环境，特别是在应对低温和沙尘侵扰上有着独到之处。比如，为了应对冬季火星的低温环境，火星车电池板“翅膀”的中间、车体的顶板之上，配备有两个圆形的透明薄膜，它的学名叫做“集热窗”，可以在太阳光线照射到薄膜之后，将一些热量保留在火星车的本体之内，从而确保火星车内部的各种仪器设备免遭低温的影响。

为了应对火星表面的强烈沙尘环境，祝融号也有着高效的应对措施，主要来说有四个特点，一是太阳能电池板具有定向跟踪功能，就像“向日葵”一样随着太阳在空中的移动方向而转向；二是构成电池板的表面覆盖着一层特殊的材料，可以有效隔绝灰尘的粘附，一有空气流动灰尘就很容易被吹掉；三是电池板在运行时，会有一定的倾斜角度，灰尘在重力作用下会自然地掉落；四是在强烈风沙天气条件下，祝融号可以改变自身的运行模式，来尽可能地减少能量的消耗。

祝融号已经进入“冬眠”状态

进入5月份以后，火星的北半球正式步入冬季，即使是白天的最高气温，也降到零下20摄氏度以下，在夜晚最低温度甚至降到了零下100多摄氏度，再加上火星冬季仍然频繁发生沙尘暴，而且太阳光线的高度角变得很低，此时太阳辐射强度大大减少。

在这样的环境下，祝融号火星车的能源补给能力逐步减弱，而且相关的保温措施对能量的消耗也进一步增大，所以，为了应对这种严酷的自然环境，最大限度保障火星车的安全，祝融号火星车按照既定设计方案，已经转入了冬季模式运行，即不再开展探测活动，实施了暂时的“冬眠”策略。

由于祝融号火星车能够自主检测太阳辐射强度的变化，待太阳辐射逐渐增强，达到一定水平之后，会自动从“冬眠”状态恢复过来。预计到今年的12月份，随着火星北半球春天的到来以及强烈沙尘天气的消散，祝融号将重新“披挂上阵”，继续开展相应的探测活动。

美国的毅力号为何不用休眠

无论是火星车还是月球车，这样的着陆探测器之所以能够在地外天体上面行进，最重要的就是有效的、充足的能源供给。从历史上人类研制的探测器，其能量供给方式有两种，一个是利用太阳能，另外一个是利用核能，通过将太阳能或者核裂变释放出来的能量，转化为电能，供探测器本身以及各种仪器设备运行时使用。

我国之前发射的玉兔号月球探测器，和祝融号火星车一样，采用的是太阳能供电方案，这种供电模式受气温和自然环境的影响较大，如果太阳的高度角很小、环境中充满沙尘的话，那么太阳辐射强度就会明显减弱，祝融号就面临着这样的问题。同样，美国之前在火星上发射的洞察号探测器，也会定期进入“冬眠”状态。

而美国此前发射的好奇号和最近发射的毅力号火星车，采用的是核能供电模式，即利用放射性同位素热发电机进行供电，车体上面装载有放射性元素，通过放射性衰变持续供应能量，因此基本上不受火星表面的沙尘和漫长冬季的影响。

从某种意义上来说，核能的供电模式相较于太阳能供电，更具稳定性，另外由于有较为强大的动能保证，所以探测的范围、行进的速度也要优于太阳能供电。不过，从祝融号和毅力号的对比看，我国的火星车在一些方面也占有优势，比如六轮驱动设计、某些仪器设备性能更为先进，同时还拥有理论上的无限使用寿命，这些毅力号都是“望尘莫及”的。

虽然我国在太空探测方面的起步很晚，但是发展速度一点也不慢，在很多方面都有“迎头赶上”之势，无论是月球取土返回，还是天宫空间站建设，都让世人为之瞩目。后续，我国将在玉兔三号月球车、海王星探测器的研制上，采用核能供电的设计模式。此外，我国自主研发的霍尔发动机，在航天器推力效率上也将会有大幅提升，不久的将来，我国肯定会在太空探测方面，真正进入航天的星际时代！