2023年,我国专家公开表示, 火星车祝融号 自主唤醒后,旅途将继续向南出发,这表明我国科学家对祝融号被唤醒的信心,让一众外媒啪啪打脸。
(资料图片仅供参考)
火星车祝融号装载六大设备
就在不久之前,他们还对祝融号表示了质疑,外媒宣称中国火星车失联2个多月,已经 被“冻死”在了火星上 ,并顺带贬低了我国的航天领域。
事情究竟是如何的呢?我们一起来看看。
祝融号火星车
2020年,祝融号从中国文昌航天发射场由火箭运载升空,该航天器主要由哈尔滨工业大学研究建造,当中不乏亮点工程。
祝融号高约1.85米,重达240公斤,当中搭载了中、高分辨率的相机、矿物质光谱分析仪、磁强剂等设备。
祝融号
在设计上,祝融号克服了火星 崎岖的地形 ,采用多功能动力,保证在行径过程中的顺畅。
同时,火星表面还有严重的 打滑、自陷 等问题,基本被考虑到祝融号的设计当中。
2021年,搭载祝融号的运载火箭抵达火星,并且开始了为期3个月的绕火星地表观测工作。
同年6月,天问一号探测器降落到了火星表面,祝融号正式开始工作。
天问一号
不过,过程并不是一帆风顺的,期间我国的航天探测器就遭遇到了 火星风暴 的影响,再加上祝融号的所在区域来到了该星球的冬季。
白天的气温低至零下20多摄氏度,夜晚更是有着零下100多摄氏度的低温。
在重重困难之下,我国宇航局决定,让祝融号陷入“冬眠”当中,等待地理环境合适,再复苏调查。
我国专家对此估计,祝融号预计在12月初就能够苏醒,并正常启动调查工作。
火星上的祝融号
由于诸多原因,祝融号并没有在特定的时间被唤醒,这让外国媒体找到了“抹黑”中国航天领域的机会,大举报道相关情况,并且“添油加醋”声称我国航天领域已经退步,实力大不如前。
冬眠的原因
看到这里,很多小伙伴会好奇,我们的航天设备在零下200多摄氏度的太空都能够正常使用,为什么祝融号却需要 冬眠 呢?
首先,祝融号探测器的主要动能来自太阳,它的表面装载了多个 太阳能板 ,用于收集光热。
祝融号两侧的太阳能板
与此同时,祝融号降落的位置大约在火星的北纬25°,当北半球冬季来临的时候,由于受到光照夹角的影响,能够接收到的光照环境并不理想。
第一,没有足够的光照供给,祝融号很难进行正常探索活动,如果用搭载在其中的电池,消耗的能量大,一旦耗尽,很难应对未来可能面对的突发情况。
祝融号结构
第二,光热不充分,太阳能板收集的热量少,即使在光照良好的时候,也无法正常驱动探测器的工作。
所以,探测器在一个星球上的休眠工作至关重要。
不仅是祝融探测器,所有装载太阳板的火星探测器都会面临这样的问题。
比如,美国的美国索杰纳号、勇气号在内的6辆火星车,全部都采用的是 太阳能供能设备 ,在某个特殊的时期,必须要冬眠。
同时,在沙尘天气当中工作,对于探测器来说,也是非常危险的。
此前,美国的索杰纳号火星车就强行在沙尘天气运行,结果风沙 阻挡了太阳的热量 ,导致太阳能板无法吸收到有效热量,差点就出了问题。
而它的姊妹——勇气号火星车,则是永久地在火星地表失联。
勇气号火星车如图所示
其次,在这样的低温环境下,人类目前技术所建造的火星车,很难正常开展工作。
并且在过程当中,所 需要的能量 更大,一旦消耗过量,很容易导致设备陷入永久瘫痪,再难重启。
如何重启?
为了让祝融号能够顺利地度过冬天,科学家还在它的表面覆盖了一层特制的 “保暖衣” ,具有保暖和隔冷的效果。
那么,祝融号在什么样的条件下会苏醒呢?
其实很简单,外界光照所提供的能量足够祝融号重新启动当中的电子设备,就能够主动唤醒自己。
当然,前提是在寒冷的冬天,这些设备都没有损坏。
在冬眠之前,祝融号将内部的所有电子设备都关闭,并将收集到的能源转化为热能,用于度过寒冬。
如果冬天出现了 极端天气 ,或者是冬季的时间过长,内部电子仪器长时间没有能源启动,势必会对设备造成损坏。
火星的冬季
就像是家中的电视或者是冰箱,要是长时间不用肯定会多多少少出现问题。
火星大约会在12月份进入到初春季节,这也是祝融号最有可能苏醒的时间,可是都到了次年的1月份,祝融号还是没有苏醒的迹象,这不免让人堪忧。
国外的媒体正是基于这点,对我国未能按时苏醒的祝融号进行了“贬低”。
祝融号
苏醒的祝融号
2023年1月,祝融号仍旧没有苏醒的迹象,国外的质疑声也越来越大,难道祝融号真的永久沉睡在了火星吗?
显然不是,除了专家的“辟谣”之外,项目组的有关研究人员表示,这是我们为数不多的火星探索工作,经验不足导致我们无法精准预计祝融号苏醒的时间是正常的。
祝融号是 肯定会醒来 ,可能会比预计的时间晚上2个月、3个月甚至更久。
为什么祝融号会比专家预计的时间更晚呢?
第一,火星表面的风暴断断续续,导致初春时节,虽然有大量的光照条件,但是祝融号仍旧无法收集到足够的能源。
火星
第二,祝融号着落点区域环境比科学家预想的要恶劣,该处的环境升温慢,光照渐进性复苏。
综合这两个因素,这才延缓了祝融号的复苏。
从这里我们不免看到太阳能探测器的 弊端所在 ,很多人可能会想,为什么我们不用核电池而是用太阳能探测器呢?
要知道核电池的续航能力强大,足够支撑火星车的整个探索旅程。
祝融号火星车
核电池和太阳能
我们常说的核电池是指,利用同位元素衰变所释放的热量获取的能源,根据不同元素的性质,元素的衰变周期所有差异。
比如用于制造核弹的同位元素,其 半衰期高达3万年以上 ,足够量的同位元素物质产生的能源足以驱动航母等大型设备。
电池的同位元素主要为Pu-238(半衰期89.6年),从火星车的能源需求来看,一块核电池怎么也能用上好几年、十几年的时间。
核电池结构
但问题是,核电池 并不稳定 ,当它暴露在火星这样极端的环境当中,很容易出现故障,在很多时候,还有可能影响火星车的正常工作。
并且核电池的制备技术并不成熟,很多国家都难以投入到实际的使用当中,成本高、收益低用于航天领域效果不佳。
上世纪美苏航天争霸就常常采用核电池,往往达不到理想的效果。
而太阳能是一种 永久性清洁能源 ,它的成本低,价值高,开发潜力巨大。
太阳能能源使用
未来,太阳能将继续提升在人类能源领域的地位,为人类带来福祉。
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我国火星车祝融号已经失联2个多月,外媒宣传祝融号已被“冻死”2023年,我国专家公开表示,火星车祝融号自主唤醒后,旅途将继续向南出发,这表明我国科学家对祝融号被唤醒的信心,让一众外媒啪啪打脸。火星
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