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火星北半球進入秋季 「祝融號」悄悄「睡覺」擋沙塵暴


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更新日期:2022326
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2022年03月25日 15:29

【科學快訊】

圖1拍攝於2021年5月19日(著陸後第5火星日),火星車表面無沙塵覆蓋。

  圖2拍攝於2022年1月22日(著陸後第247火星日),火星車表面存在明顯的沙塵覆蓋。相比剛剛著陸時拍的照片,可以看出火星車表面已積累了一層薄薄的沙塵。

中新網上海3月25日電 題:火星北半球進入秋季 「祝融號」悄悄「睡覺」擋沙塵暴

作者 鄭瑩瑩 馬帥莎 繆新培

「祝融號」火星車在火星北半球活動。近期,火星北半球進入秋季。根據以往的探測資料分析,秋季是火星沙塵天氣多發季節,之後,火星將進入漫長而寒冷的冬季。沙塵暴、塵埃堆積、低溫,「祝融號」火星車(簡稱:「祝融號」)怎樣在惡劣環境中「活」下來?這與它的花式「睡覺技能」有關。

沙塵暴來了 它「休眠」護體

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火星氣候環境複雜,其中,火星沙塵暴會直接影響火星車的能源獲取,影響其生存。曆史上,蘇聯的「火星3號」、美國的「機遇號」,均因為太陽電池陣被沙塵覆蓋而「停工」。

通過觀察近日「祝融號」火星車從火星表面傳回的自拍照,對比其剛剛著陸時拍的照片,人們可以看出火星車表面已積累了一層薄薄的沙塵。

在遇到沙塵暴的日子裏,「祝融號」究竟是怎樣「沙塵求生」的?原來,當巨大沙塵暴讓「祝融號」受到沙塵的遮蓋時,「祝融號」接收到的太陽光能量急劇下降,它就會進入「休眠」模式,待「沙過天晴」,它又「醒」過來。

研制人員通過對「祝融號」火星車的遙測信息判斷,沙塵覆蓋雖然讓其太陽翼的發電效率受到一定影響,但其能源仍然充足。

中國航天科技集團八院(簡稱:八院)811所火星車太陽電池設計師王文強介紹,研制人員在火星車的太陽電池玻璃蓋片表面做了特殊塗層,讓太陽電池陣的表面不易沾染灰塵,即便沾染了灰塵,也可通過振動將其抖落。根據前期(1個月前)火星車在軌監測數據顯示,使用該塗層後,「祝融號」的電流衰降率為2%至3%,遠遠低於國外火星車6%至9%的衰降率。

冬季能源告急 它跨年「冬眠」

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在火星北半球進入深秋季節後,光照強度會持續減弱。此時,火星表面太陽輻照強度僅約為地球表面的30%,月球表面的20%,更別說寒冷的冬季。火星車能源獲取將進入「告急狀態」。

對此,研制人員的應對策略是:讓火星車「冬眠」。八院811所深空探測專家金波透露,其「冬眠」將持續到第二年春季的到來。

相比月球車,火星車的「休眠喚醒」有何不同?金波說,月球車的「休眠喚醒」,主要解決月球車如何在低溫環境下度過漫長而寒冷的月夜問題,而火星車的「休眠喚醒」,主要針對火星沙塵暴及火星冬季環境。

他表示,月球車的「休眠喚醒」,需要人工幹預。而火星車的「休眠喚醒」,是全自主的。火星車的「休眠」,取決於太陽帆板的供電能力和鋰離子蓄電池的剩餘容量,可以說是隨時、隨地;其「喚醒」則取決於太陽電池的輸出功率和鋰離子蓄電池的溫度。

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為增強能源獲取能力,提高火星車在火星上的生存能力,中國航天還首次在軌應用了最大功率跟蹤(MPPT)技術。八院811所火星車電源控制器設計師陳達興說,「其跟蹤精度高達98%,相比傳統電路,提高了太陽電池20%的利用效率。」

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