2023年,我国专家公开表示,火星车祝融号自主唤醒后,旅途将继续向南出发,这表明我国科学家对祝融号被唤醒的信心,让一众外媒啪啪打脸。
就在不久之前,他们还对祝融号表示了质疑,外媒宣称中国火星车失联2个多月,已经被“冻死”在了火星上,并顺带贬低了我国的航天领域。
事情究竟是如何的呢?我们一起来看看。
祝融号火星车
2020年,祝融号从中国文昌航天发射场由火箭运载升空,该航天器主要由哈尔滨工业大学研究建造,当中不乏亮点工程。
祝融号高约1.85米,重达240公斤,当中搭载了中、高分辨率的相机、矿物质光谱分析仪、磁强剂等设备。
在设计上,祝融号克服了火星崎岖的地形,采用多功能动力,保证在行径过程中的顺畅。
同时,火星表面还有严重的打滑、自陷等问题,基本被考虑到祝融号的设计当中。
2021年,搭载祝融号的运载火箭抵达火星,并且开始了为期3个月的绕火星地表观测工作。
同年6月,天问一号探测器降落到了火星表面,祝融号正式开始工作。
不过,过程并不是一帆风顺的,期间我国的航天探测器就遭遇到了火星风暴的影响,再加上祝融号的所在区域来到了该星球的冬季。
白天的气温低至零下20多摄氏度,夜晚更是有着零下100多摄氏度的低温。
在重重困难之下,我国宇航局决定,让祝融号陷入“冬眠”当中,等待地理环境合适,再复苏调查。
我国专家对此估计,祝融号预计在12月初就能够苏醒,并正常启动调查工作。
由于诸多原因,祝融号并没有在特定的时间被唤醒,这让外国媒体找到了“抹黑”中国航天领域的机会,大举报道相关情况,并且“添油加醋”声称我国航天领域已经退步,实力大不如前。
冬眠的原因
看到这里,很多小伙伴会好奇,我们的航天设备在零下200多摄氏度的太空都能够正常使用,为什么祝融号却需要冬眠呢?
首先,祝融号探测器的主要动能来自太阳,它的表面装载了多个太阳能板,用于收集光热。
与此同时,祝融号降落的位置大约在火星的北纬25°,当北半球冬季来临的时候,由于受到光照夹角的影响,能够接收到的光照环境并不理想。
第一,没有足够的光照供给,祝融号很难进行正常探索活动,如果用搭载在其中的电池,消耗的能量大,一旦耗尽,很难应对未来可能面对的突发情况。
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第二,光热不充分,太阳能板收集的热量少,即使在光照良好的时候,也无法正常驱动探测器的工作。
所以,探测器在一个星球上的休眠工作至关重要。
不仅是祝融探测器,所有装载太阳板的火星探测器都会面临这样的问题。
比如,美国的美国索杰纳号、勇气号在内的6辆火星车,全部都采用的是太阳能供能设备,在某个特殊的时期,必须要冬眠。
同时,在沙尘天气当中工作,对于探测器来说,也是非常危险的。
此前,美国的索杰纳号火星车就强行在沙尘天气运行,结果风沙阻挡了太阳的热量,导致太阳能板无法吸收到有效热量,差点就出了问题。
而它的姊妹--勇气号火星车,则是永久地在火星地表失联。
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其次,在这样的低温环境下,人类目前技术所建造的火星车,很难正常开展工作。
并且在过程当中,所需要的能量更大,一旦消耗过量,很容易导致设备陷入永久瘫痪,再难重启。
如何重启?
为了让祝融号能够顺利地度过冬天,科学家还在它的表面覆盖了一层特制的“保暖衣”,具有保暖和隔冷的效果。
那么,祝融号在什么样的条件下会苏醒呢?
其实很简单,外界光照所提供的能量足够祝融号重新启动当中的电子设备,就能够主动唤醒自己。
当然,前提是在寒冷的冬天,这些设备都没有损坏。
在冬眠之前,祝融号将内部的所有电子设备都关闭,并将收集到的能源转化为热能,用于度过寒冬。
如果冬天出现了极端天气,或者是冬季的时间过长,内部电子仪器长时间没有能源启动,势必会对设备造成损坏。
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就像是家中的电视或者是冰箱,要是长时间不用肯定会多多少少出现问题。
火星大约会在12月份进入到初春季节,这也是祝融号最有可能苏醒的时间,可是都到了次年的1月份,祝融号还是没有苏醒的迹象,这不免让人堪忧。
国外的媒体正是基于这点,对我国未能按时苏醒的祝融号进行了“贬低”。
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苏醒的祝融号
2023年1月,祝融号仍旧没有苏醒的迹象,国外的质疑声也越来越大,难道祝融号真的永久沉睡在了火星吗?
显然不是,除了专家的“辟谣”之外,项目组的有关研究人员表示,这是我们为数不多的火星探索工作,经验不足导致我们无法精准预计祝融号苏醒的时间是正常的。
祝融号是肯定会醒来,可能会比预计的时间晚上2个月、3个月甚至更久。
为什么祝融号会比专家预计的时间更晚呢?
第一,火星表面的风暴断断续续,导致初春时节,虽然有大量的光照条件,但是祝融号仍旧无法收集到足够的能源。
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第二,祝融号着落点区域环境比科学家预想的要恶劣,该处的环境升温慢,光照渐进性复苏。
综合这两个因素,这才延缓了祝融号的复苏。
从这里我们不免看到太阳能探测器的弊端所在,很多人可能会想,为什么我们不用核电池而是用太阳能探测器呢?
要知道核电池的续航能力强大,足够支撑火星车的整个探索旅程。
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核电池和太阳能
我们常说的核电池是指,利用同位元素衰变所释放的热量获取的能源,根据不同元素的性质,元素的衰变周期所有差异。
比如用于制造核弹的同位元素,其半衰期高达3万年以上,足够量的同位元素物质产生的能源足以驱动航母等大型设备。
电池的同位元素主要为Pu-238(半衰期89.6年),从火星车的能源需求来看,一块核电池怎么也能用上好几年、十几年的时间。
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但问题是,核电池并不稳定,当它暴露在火星这样极端的环境当中,很容易出现故障,在很多时候,还有可能影响火星车的正常工作。
并且核电池的制备技术并不成熟,很多国家都难以投入到实际的使用当中,成本高、收益低用于航天领域效果不佳。
上世纪美苏航天争霸就常常采用核电池,往往达不到理想的效果。
而太阳能是一种永久性清洁能源,它的成本低,价值高,开发潜力巨大。
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未来,太阳能将继续提升在人类能源领域的地位,为人类带来福祉。