从2022年5月18日以来一直在火星表面冬眠,预计将于2022年12月北半球春分前后恢复活动,但是过去了1年的世界,祝融号火星车至今还没有消息,外媒再度热炒祝融号“失联”,称已冻死。
"祝融号"是我国首个成功在火星表面开展巡视探测的火星车,地火之间距离遥远,火星车工作时,状态信息传到地面需要15~20分钟,地面的控制指令传送到火星车又需要相同的时间,所以完全由地面工程师管控火星车,不可能很及时。为了解决这些矛盾,火星车必须具备自我管理的能力。
火星车如果没有采用核动力,那就只能采用太阳能,而火星是有季节的,夏季的平均温度为-60 ℃,昼夜 的温度变化约 50 ℃;冬季平均温度达- 120 ℃, 日温度变化达 100 ℃。整个冬季温度低于- 123℃。在冬季,太阳高度很低,这将减少火星车太阳能板产生的电能。,这个时候火星车就会进入“休眠”模式。这是一种采用最低能耗的应激机制。
在休眠状态下,火星车将停止一切与地球的通讯,并终止一切活动,以便节约能量用于蓄电池的充电和保温,一旦电池因过度低温失效,其携带的计时器将停止计时。
2021年5月,“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星,当时火星正处于夏末秋初季节,而到了2022年5月,火星就会进入到冬季,而到了2022年12月底火星进入了春季,火星春分时,太阳直射火星赤道,当天火星全球基本昼夜均分;自火星春分日起,火星北半球进入春季,南半球进入秋季,蔓延火星全球的沙尘暴季节也宣告结束。这个时候火星车会再次接收到充足的太阳能,只要电量足够,便会从休眠状态苏醒,并尝试与地球联系。
但是到目前为止,“祝融号”都没有醒来,那么目前的情况就有两种,一种是祝融号火星车的确是被“冻死”了,第二种就是还没有达到祝融号唤醒的条件。
祝融号的自主唤醒需要满足2个指标:第一,发电功率必须达到140瓦以上;第二,蓄电池温度必须达到零下15°C;
第二种情况也存在着两种情况,第一种是太阳辐射的确是不够强,没有达到祝融号唤醒的条件。第二个就是太多沙尘覆盖,无法接收到足够的太阳辐射。
但是时间已经过去了这么久,现在最大的可能性就是因为太多沙尘覆盖,无法接收到足够的太阳辐射,祝融号火星车主要通过太阳翼将太阳能转化为电能,从而为火星车上的科学设备提供正常工作所需要的电力支持。因此,太阳翼上的灰尘对于光能的转化产生一定影响。不仅如此,这些沙尘还会对火星车的温度造成一定影响。
“祝融号”翅膀中间的车本体的顶板上面,有两个圆形的透明薄膜学名叫集热窗,阳光通过膜照进去之后能把热量留在火星车的舱内,但是现在如果蒙一层灰的话,透进去的阳光就变少了,它收集的热量就少了,最终影响的还是能源的情况。
这就导致火星车的电池损失过多电能,它携带的计时器也许就会停止走动,“祝融号”也会失去时间意识。在这种情况下,“祝融号”也许仍能苏醒过来,但是它再也不知道时间了,这是一种被航天科学家称为“任务时间错误”的故障模式。
在这种模式下,“祝融号”会重新开始计时,在太阳光照充足时,每4小时苏醒一次并花20分钟时间聆听是否有来自地球的指令。
实际上,“祝融号”的设计寿命只有3个月,从2021年5月到2022年5月,“祝融号”已经实现了超期服役,作为中国第一个登陆火星的火星车,“祝融号”的表现已经超出了预期。
很多人拿美国的“勇气号”和“机遇号”来说事,勇气号曾服役近8年,而机遇号探测时间长达15年。虽然他们是用太阳能发电,但是它们也同样采用了核燃料,“勇气号”和“机遇号”都携带了8个RHU(放射性同位素加热器单元),靠封装起来的极少量钚238(每个大约两克)的衰变热产生每个1瓦、总共8瓦的持续加热功率,与电加热器共同工作来为火星车在冬季和夜间保温。
之所以祝融号没有携带核装置,是因为当时长征五号的可靠性样本积累不足,暂时不会发射携带核物质的航天器。和技术没有关系。
实际上,“勇气号”和“机遇号”也有因为被沙尘暴覆盖而无法工作过,但是都遇到过大风反而把电池板吹干净的情况,接下来我们就只能等待了。
如果此次祝融号阳翼的发电量可维持正常工作,祝融号使用“抖一抖”的绝技,抖落沙尘完成供电,那么“祝融号”也将可以继续进行工作,按照科学家的规划,“祝融号”接下来将继续向南行驶。它一边南下向着海拔高度不断抬升的古海陆交界方向行驶,一边探测沿路的石块、沙丘,还要考察撞击坑、沟槽、疑似泥火山等特殊地形,从而获取沿途的火星地形地貌、气象、磁场环境情况,以及浅表层可能的水冰数据。
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