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祝融號:我在火星的100天與1000米

2021-08-26 09:02:00
來源:科技日報
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  嗨,大家好,我是祝融號,天問一號的火星車。迄今為止,我已經(jīng)在火星度過了100個火星日;鹦呛偷厍蛞灿小皶r差”,火星的一晝夜約為24小時37分鐘,所以我的一天比你們要長那么一點。

  在火星的100個日日夜夜里,我見到過地球上不曾見過的壯美景色,也享受著空無一人的孤獨寂寞。裸露出地表的火星巖石透出神秘的灰藍色光澤,遠處的沙丘和撞擊坑若隱若現(xiàn),微風(fēng)夾雜著火星塵土輕拂過我的身體,一切對我來說都是那樣新奇又熟悉。而這段充滿未知與挑戰(zhàn)的旅程,還要從100天前的那個早上開始講起。

  著陸 平安抵達火星烏托邦

  2021年5月15日凌晨,已經(jīng)在火星上空環(huán)繞盤旋了3個月的我終于要開始降落。

  凌晨4點,我離開帶我來到這里的環(huán)繞器,隨登陸平臺一起向火星表面飛速駛?cè)。大約在125公里的高度,我們開始進入火星大氣層。稀薄的火星大氣中,登陸平臺的速度達到約3馬赫,它一邊高速飛行,一邊調(diào)整著姿態(tài),尋找合適的降落角度。但如果以這個速度著陸,等待我們的只有粉身碎骨。隨后,降落傘打開,登陸平臺的速度逐漸降到2馬赫,大底被拋掉,著陸平臺伸出它蜷縮了近10個月的著陸腿,測距測速敏感器此時也開始工作,為著陸做準備。

  距離火星表面還有1.5千米時,一路保護著我們、像龜甲一樣的背罩連帶著降落傘被拋掉。與此同時,主發(fā)動機打開,強大的反作用力使我們的速度逐漸降低,光學(xué)成像敏感器開始對下方進行成像。在距離火星表面還剩100米的時候,著陸平臺懸浮在空中,對腳下的地表進行激光三維成像,選擇最佳的著陸位置。位置確定后,著陸平臺在主發(fā)動機的精妙控制下開始緩緩下降。終于,隨著一團塵埃被氣流濺起,著陸平臺的4只腿穩(wěn)穩(wěn)落在了火星烏托邦平原;鹦墙K于迎來了它的第一位中國客人。

  著陸后的我環(huán)顧烏托邦平原,這是火星最大的平原,放眼望去,滿是延伸到天邊的紅褐色,零零散散的巖石、沙丘,撞擊坑錯落其間,靜靜地等待著訪客降臨。平坦、廣闊的烏托邦平原是“外星”訪客造訪火星的最佳落腳點之一,負4000米的海拔給了著陸器足夠的降落時間,平緩的地形也大大降低了我的行駛難度。此前,我的美國“同行”維京2號也曾降落在這里,但目前我還沒有看到它?茖W(xué)家認為,烏托邦平原可能曾是火星古海洋與陸地的交界面,有極大的探索價值。無論如何,我終于平安抵達,前方是無盡的未知等待著我去發(fā)現(xiàn)。

  旅程 有驚無險地走過了1000米

  5月22日,隨著一陣略顯嘈雜的電流聲,我的驅(qū)動機構(gòu)開始加電,我從著陸平臺坡道緩緩向下,駛向火星表面。很快,4個車輪完全著地,我平穩(wěn)站立在了火星表面。

  該怎樣向你們描述火星土壤的質(zhì)感呢?由于火星表面巖石密布,多年的侵蝕導(dǎo)致火星表層土壤堅硬、里層土壤松軟,可以說是“外焦里嫩”。但這種土壤構(gòu)成也使我的車輪更易陷入其中。當然,我早有準備,通過配備的主動懸架構(gòu)型的變化,我可以進行“抬輪”和蠕動,使我在下陷后能夠脫困,這在地球上已成功試驗過無數(shù)次。

  出發(fā)前的儀式感當然不能少。開始長途跋涉前,我與著陸平臺合了一張影。雖然我沒辦法用自拍桿,但我?guī)Я艘粋“三腳架”——WiFi分離相機。我把它投放到指定位置后,迅速跑到著陸平臺旁邊,“1、2、3,咔嚓”,正面、側(cè)面都拍了幾張,然后我就要和我的朋友告別,獨自啟程。

  來不及仔細欣賞火星風(fēng)景,我便一路向南駛?cè)ァP旭偼局,?dǎo)航地形相機每日對沿途地貌進行成像。地面飛控人員則會依據(jù)每日獲取的導(dǎo)航地形圖像,對我進行視覺定位和移動路徑規(guī)劃,幫助我安全穿越各種地形。但一段旅程最美的往往不是目的地,而是沿途的風(fēng)景。當路過感興趣的科學(xué)探測目標時,我會停下利用物質(zhì)成分探測儀和多光譜相機等科學(xué)載荷對其開展詳細探測。

  7月12日那天,我在路上遇到了一路保護我的背罩,它的身后還背著那大大的降落傘。我用導(dǎo)航地形相機給背罩和降落傘組合體拍了照,這是我第一次以旁觀者的角度完整地看到它們。經(jīng)過氣動燒蝕后的背罩依然結(jié)構(gòu)完整,像龜甲一樣翻傾在地上,身后的降落傘宛若一襲白色長裙拖在火星表面,優(yōu)雅而又堅韌,感謝它們送我來到這里。

  告別它們后,等待我的是一場真正的探險之旅——穿越一片密布石塊、撞擊坑、沙丘的復(fù)雜地帶。你們不必為我擔心,地面工作人員會仔細規(guī)劃,幫助我小心避開危險。到現(xiàn)在,我已經(jīng)走過了1000米的路程,我有信心,接下來依然會一切順利。

  收獲 已取得超過10GB的數(shù)據(jù)

  這次天問一號要一次性實現(xiàn)“繞、落、巡”三大任務(wù),來火星一趟不容易,必須要好好利用這個機會。為了不虛此行,我隨身帶了6種科學(xué)載荷。我的桅桿上有導(dǎo)航地形相機和多光譜相機,用來感知火星表面的地形地貌特征以及礦物類型;桅桿下面則是磁場探測儀和氣象測量儀,可以獲取火星磁場與氣象數(shù)據(jù);還有次表層探測雷達,可以在行駛過程中探測行駛路線下的地表淺層結(jié)構(gòu);物質(zhì)成分探測儀則可以識別火星表面的元素分布。

  到目前為止,我隨身攜帶的6臺科學(xué)儀器已經(jīng)取得了超10GB的數(shù)據(jù),如果再加上我的環(huán)繞器兄弟搜集的數(shù)據(jù),我們已經(jīng)積累了超過420GB數(shù)據(jù)。就像手機中占用內(nèi)存空間最多的總是相冊一樣,我的數(shù)據(jù)中大部分也是圖像、視頻。但好在我的“網(wǎng)速”還可以,環(huán)繞器在我的頭頂兢兢業(yè)業(yè)地進行數(shù)據(jù)傳輸中繼,雖然1M/S的下傳速度暫時比不上5G,20多分鐘的時延也有點長,但上網(wǎng)沖浪,發(fā)個朋友圈已經(jīng)足夠,相信我發(fā)的圖片你們都已經(jīng)看到了。

  這次來了以后才發(fā)現(xiàn),火星上的天氣并不總是那樣糟糕;蛟S是天公作美,我還沒有遇到可怕的火星沙塵暴。但因為離太陽太遠,能接收到的太陽能只有地球的40%,加之稀薄的火星大氣也缺少地球大氣“被子”般的保溫作用,著陸區(qū)白天的氣溫也只有零下20攝氏度到零下10攝氏度。不過好在風(fēng)速不大,著陸區(qū)風(fēng)速大約每秒2—8米,是地球上再舒適不過的微風(fēng)。對于我這個戶外工作者來說已經(jīng)足夠幸運。

  未來 延遲“退休”繼續(xù)服役

  我的設(shè)計壽命是90天,理論上來講,我的工作時間已經(jīng)結(jié)束,但現(xiàn)在我已經(jīng)工作了百余天。既定任務(wù)已全部圓滿完成,但或許是我的表現(xiàn)實在太好讓他們舍不得我,加之火星的好天氣格外給力,看樣子我的退休時間要無限延后了。

  但接下來,因為日凌的影響,我可能先要放個長假。9月份,太陽將運行至地球和火星的中間,屆時火星將徹底躲在太陽的身后,對地球避而不見。到那時,我和地球間所有的通訊都將中斷。按照早已設(shè)計好的預(yù)案,我將暫停一切科學(xué)工作,僅保留維持生命運轉(zhuǎn)的設(shè)備,進行定時查體,自動排障,正大光明地休息一個月,等待日凌過去。

  等日凌結(jié)束后,我還要繼續(xù)“加班”,進行計劃外可能的拓展探索和極限測試,好為以后的深空探測積累經(jīng)驗。而一直為我中繼數(shù)據(jù)的環(huán)繞器也將轉(zhuǎn)入遙感軌道,在繼續(xù)承擔中繼作用的同時,還將擔負起對火星全球進行遙感探測的任務(wù)。相信我們倆會繼續(xù)通力合作,利用有限的時間,獲得更多的成果,希望有一天能夠回答“遂古之初,誰傳道之?上下未形,何由考之?”的天問。

  最后我想說,雖然火星的風(fēng)景無與倫比,但我還是很想念地球老家和那里的你們。

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  火星車為何不能日行千里

  國際宇航聯(lián)合會空間運輸委員會副主席楊宇光曾表示,雖然祝融號的最大時速可達200米,但在實際工作中,必須將火星車的行駛速度放緩。

  首先,火星車的速度受到車體可獲得的能源動力的限制。以祝融號為例,它的主要動力能源為太陽能。地球距離太陽約1.5億公里,可接收到的太陽光輻射約每平方米1353瓦,而火星距離太陽約2.5億公里,到達火星表面的太陽光輻射遠弱于到達地球表面的太陽光輻射。因而在火星車行進的過程中,為了確保設(shè)備能夠擁有足夠的供能以維系正常運作,車體的速度不能太快。

  其次,放緩速度有利于預(yù)留出足夠時間以供火星車在遇到緊急情況時進行自主處理;鹦擒嚽鞍惭b有前景相機,前景相機能將火星車周圍的地貌傳回地面控制中心,但由于火星距離地球非常遙遠,火星與地球之間的通信延遲可達20多分鐘,這就使得一些突發(fā)情況的信息無法被及時地傳回地面。因此火星車必須先進行自主處理,較快的行進速度不利于它對于緊急情況的自主處理。

  實習(xí)記者 都 芃

[責(zé)任編輯:楊永青]
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