祝融号有哪些技术特色？主动悬架啥地形都不怕

在夏季，我们观察荷叶上的水珠，可以发现，荷叶与水间并没发生浸润，荷叶随风摇曳的过程中，水珠很容易滚落。借鉴自然界荷叶的疏水原理，科研人员在电池盖片上增加了超疏基微观结构。这些结构的尺寸比火星尘颗粒的特征尺寸还要小，当火星尘与之接触时，就相当于与一个纳米级的“针床”接触，而不是与一个平面接触。这大大减小了火星尘颗粒与电池片之间的接触面积，从而减弱了它们之间的附着力，使火星尘不易沉积，即便沉积后也更容易移除。

火星车采用了超疏基电池盖片，其中两个太阳翼还可调整到竖直状态，便于火星尘滑落。

超疏基微观结构的制备方法有很多种，火星车上采用的是湿化学腐蚀法。测试发现，改进后的太阳能电池片，除尘效果达到了80%以上，特别是对粒径75～125微米范围内的尘埃颗粒，除尘效果可达95%。

由自己决定何时“睡觉”何时“起床”

火星表面也会有局部沙尘天气，严重时甚至蔓延到火星的大部分地区，成为全球性沙尘暴。美国的机遇号火星车在火星表面工作了15年，就是因为一次严重的沙尘天气而中断了工作。

祝融号火星车如何应对这样的沙尘天气呢?研制者们为其设计了自主休眠唤醒功能。就是说，火星车会根据环境变化，自己决定何时“睡觉”何时“起床”。

在火星表面，当风速逐渐升高，出现沙尘天气时，火星车首先感觉到的是太阳能电池板输出的电能有些不够。每当黄昏时，电池电量都应该是满满的，“今天怎么这么少?”火星车赶紧计算明天工作需要多少电能。如果结论是“差一点”，那么火星车就会减少工作的设备，通过“过紧日子”的方式等到第二天;如果结论是“差很多，不够今天晚上用的”，那么火星车就会立即休眠，全系统断电。

这时，就需要祝融号火星车“过点苦日子”。设备的温度越来越低，最低可达-100℃以下。即便如此也没办法，火星车只能在寒冷中“睡觉”。

唤醒有两个必备条件：一个是等到沙尘天气过去，阳光越来越强，大气变得澄净、透明，火星车太阳翼的发电量可维持正常工作;另一个是火星车关键设备的温度符合工作要求，比如蓄电池可正常充电了。

等条件都满足了，不需要地面控制，火星车会自己“苏醒”，继续工作。

图像压缩算法一展强大功能

对陌生环境进行探索，图像信息无疑是最直观也是最核心的信息。图像信息中含有相当多的时间和空间冗余，因此图像信息的数据量非常大。

火星车执行任务的前3个月，火星与地球之间距离为3.2～3.8亿千米，从火星到地球的通信链路带宽受到很大限制，在深空数据源端对图像进行压缩，无疑是提高信息回传效率的必由之路。深空探测器资源宝贵而有限，火星车的数据处理能力不会像地面计算机这样强大。因此，需要根据火星探测任务的应用需求，统一考虑图像数据的压缩及传输两个环节，设计最优的图像数据压缩及传输方案。

针对火星探测任务中图像压缩处理需求，科研人员专门为祝融号火星车设计了图像压缩算法，实现了多种相机数据存储管理、图像压缩比灵活控制、质量渐进性传输、感兴趣区域优先编码、抗误码扩散和图像缩略图生成下传等功能，满足了火星车可靠、高效、灵活的图像应用需求。

(贾阳，作者系中国空间技术研究院研究员)

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