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祝融号有哪些技术特色?主动悬架啥地形都不怕

2020年发射窗口,中国的祝融号和美国的毅力号火星车同时出发,目前均在火星表面开展探测活动。我国由此成为第二个在火星上开展巡视探测的国家,也是唯一一个同时开展月球和火星巡视探测的国家。

祝融号火星车到达火星表面后,有关部门发布了火星车拍摄的照片,引起人们广泛关注。特别是看到利用WiFi分离探头从第三方视角拍摄的火星车与着陆平台的合影时,大家纷纷点赞祝融号火星车,并把这张图片称作“融融拍了拍陆陆”。

截至今年7月30日,祝融号火星车在火星表面已工作75个火星日,当天完成了对第二处沙丘地貌的科学探测。后续,它会利用表面成分探测仪和多光谱相机等科学载荷,对更多目标开展详细探测。

可以说,人们已了解到“融融”的可爱与敬业。那么,它有哪些技术特色呢?让我们一探究竟。

我们的设计定位为“二代半”

设计火星车之初,有国外专家问起中国第一辆火星车的设计定位。对于这个问题,我们给出的答复是:美国利用25年先后发展了三代火星车,单从重量的角度看,分别为第一代的10千克级别、第二代的100千克级别和第三代的1000千克级别,各方面的能力也随之不断提升。我们的祝融号火星车重量为240千克,仅从重量看,它属于第二代。

随着技术发展,我们的祝融号火星车设计定位是“二代半”。这个多出的“半代”,主要体现在火面移动、生存、自主技术等方面的先进性上。

主动悬架啥地形都不怕

火星表面地形复杂,既有陡坡、大石块,也有松软的沙地。美国火星车在工作过程中,曾遇到难以翻越的沙土质陡坡,也曾陷入沙土中无法移动。祝融号火星车采用了主动悬架移动系统,其目的就是使火星车在复杂地形条件下,具备较强的通过能力。

在平坦的硬路面上运动时,火星车保持主动悬架机构的主动关节锁定,此时悬架退化为被动悬架。遇到石块障碍比较高的情况,可利用主动悬架将车体抬高。在难以通过的软土沙地,特别是车轮发生较大沉陷无法顺利通过时,可采用尺蠖运动方式脱困。

首先,两个前轮向前运动,中轮和后轮不动,车体高度随之逐渐降低。然后,前轮不动,中轮、后轮前进,这个过程中车体高度逐渐抬高。接着,再持续重复上述过程。这样的尺蠖运动方式,运动效率虽然比较低,但沙地脱困效果非常好。

靠集热窗实现“保暖”

火星表面温度偏低,在火星车顶部,安装的像双筒望远镜一样的设备,叫作集热窗。窗口有一层薄膜,可见光能顺利透过,车体发出的远红外线却无法透出,从而起到保温效果。

阳光透过集热窗后,能量被一种叫作正十一烷的物质通过相变方式储存。火星白天温度升高,这种物质吸热融化;到了晚上温度下降时,这种物质会在凝固的过程中释放热能。能量的转换方式变成了“光能-热能-相变能-热能”,效率可达到80%以上。

当前,火星上正值盛夏,祝融号火星车会“感觉”稍稍有点热。不过,等火星到了秋季之后,收集热能的这个本领就会显示出效用了。

太阳能电池片像荷叶疏水一样除尘

在火星表面工作,不可避免地会受到火星尘的影响。最直接的影响,就是导致太阳能电池输出功率下降。因为火星车工作所需要的电能都来自太阳能,如果电能不足,火星车只能在火星表面“睡觉”。

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关键词: 祝融号 主动悬架 祝融号火星车 火星

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