祝融號(hào)火星車著陸10大問(wèn)題詳解 著陸期間祝融號(hào)到底經(jīng)歷了什么?
問(wèn)題四:著陸期間,祝融號(hào)到底經(jīng)歷了什么?
在最終確認(rèn)開(kāi)始著陸指令后,著陸巡視組合體會(huì)與環(huán)繞器分離,開(kāi)啟獨(dú)立著陸之旅。期間姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作,嚴(yán)格控制著陸軌跡角度與方向。如果沖進(jìn)火星的角度過(guò)大就會(huì)超過(guò)隔熱層能忍受的極限,如果過(guò)小任務(wù)就會(huì)像打水漂一般滑入深空。
沖入火星大氣后,5千米/秒級(jí)別的速度依然導(dǎo)致稀薄的大氣沖擊和摩擦產(chǎn)生了巨大的震動(dòng)和熱量,足以融化大部分金屬。通過(guò)隔熱大底和多種散熱手段,著陸巡視組合體的溫度依然能保持常溫。期間速度驟降到數(shù)百米/秒,巨大的降落傘在火星上空約10千米的高度打開(kāi)。
隨著速度的迅速降低,已經(jīng)被燒蝕得不成樣子的隔熱大底沒(méi)有存在的必要了,對(duì)這一功臣的“回報(bào)”是:它將被拋離并直接脫落在火星表面。此時(shí),暴露出來(lái)的底部雷達(dá)和工程相機(jī)等立即開(kāi)始急速工作,緊盯目標(biāo)著陸區(qū)域,分析與預(yù)計(jì)的匹配程度,讓控制導(dǎo)航計(jì)算機(jī)快速解算最佳著陸方案。初步選定期間,速度已經(jīng)降至100米/秒以內(nèi),降落傘功成身退,此時(shí)才是大戲上演的時(shí)刻。
著陸巡視組合體依靠底部強(qiáng)大的反沖火箭工作開(kāi)始減速,各種傳感器進(jìn)一步仔細(xì)檢查地面情況,避免亂石堆、斜坡、溝谷的特殊地貌,找尋最佳著陸角度和姿勢(shì)。隨著速度進(jìn)一步降低至懸停避障狀態(tài),著陸巡視組合體近距離火星表面數(shù)米高。最后階段火箭停止工作,盡力減少火箭工作揚(yáng)起沙塵等因素對(duì)它們的影響,著陸巡視組合體成功降落火星表面。
眾多復(fù)雜的動(dòng)作,猶如在火星獨(dú)自“刀尖上起舞”,稍有不慎便會(huì)任務(wù)失敗,難度可想而知,了不起的成就!
問(wèn)題五:祝融號(hào)怎么獲取能量?
祝融號(hào)是天問(wèn)一號(hào)全程呵護(hù)的“掌上明珠”。在飛行、環(huán)繞和著陸期間,環(huán)繞器和著陸器全程為它保駕護(hù)航,提供重要的通信、能量和動(dòng)力服務(wù)。但是抵達(dá)火星表面后,著陸器將放出導(dǎo)軌,祝融號(hào)必須開(kāi)機(jī),在經(jīng)歷數(shù)天能量積累后,最終走出“溫室”、依靠自身能力獨(dú)立生存。
祝融號(hào)依靠太陽(yáng)能進(jìn)行工作。由于火星距離太陽(yáng)更遠(yuǎn),這里的太陽(yáng)能密度僅為地球附近的4成左右,對(duì)太陽(yáng)能帆板收集能量的要求極高。它使用了4片巨大的由三結(jié)砷化鎵構(gòu)成的“蝴蝶型”太陽(yáng)能電池陣列,確保足夠能量供應(yīng)。同時(shí),火星上動(dòng)輒有大規(guī)模的沙塵暴,會(huì)對(duì)太陽(yáng)能收集效率產(chǎn)生巨大影響,甚至直接影響火星車工作壽命。通過(guò)防塵涂層技術(shù),祝融號(hào)表面的抗沙塵能力大幅提高。但對(duì)于曠日持久的全球沙塵暴,則只能是“我打不起,但躲得起”,進(jìn)入休眠狀態(tài),先躲過(guò)“風(fēng)頭”再說(shuō)。
火星表面空氣極其稀薄,保溫效應(yīng)有限,直接導(dǎo)致晝夜溫差過(guò)大,白天可達(dá)20攝氏度、夜晚卻能低于零下100攝氏度,這對(duì)于不少儀器將是巨大挑戰(zhàn)。一方面,祝融號(hào)必須在夜晚“熄火”休眠;另一方面,它也采用了納米級(jí)氣凝膠和正十一烷集熱窗等溫控技術(shù),確保安全無(wú)虞度過(guò)漫漫長(zhǎng)夜。