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　　滿博成 供稿

　　2020年7月23日，天問一號(hào)探測(cè)器在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射升空（參見本公眾號(hào)文章“天問一號(hào)”即將飛向火星）；2021年2月10日，天問一號(hào)探測(cè)器實(shí)施火星捕獲制動(dòng)，成功進(jìn)入環(huán)火軌道，開啟了環(huán)繞火星模式，于2月24日進(jìn)入火星停泊軌道。2021年5月15日上午7時(shí)18分，天問一號(hào)在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)著陸，“祝融號(hào)”也正式開啟火星之旅。

　　祝融號(hào)的任務(wù)及尖端設(shè)備

　　今年中國(guó)航天日（2021年4月24日），我國(guó)首輛火星車被正式命名為“祝融號(hào)”。祝融（火神）是三皇五帝中的五帝之一，他傳下火種，帶給人類面對(duì)夜晚的光芒和希望。祝融號(hào)是我國(guó)首次地外行星探測(cè)的嘗試，象征希望的火神與滿目紅色的火星相對(duì)應(yīng)，可以看出國(guó)家對(duì)祝融號(hào)寄予了厚望。

　　祝融號(hào)高1。85m、重240kg，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)多位院士與教授的科研團(tuán)隊(duì)以及中國(guó)空間技術(shù)研究院共同設(shè)計(jì)完成。與幾乎同時(shí)向火星出發(fā)的毅力號(hào)不同，祝融號(hào)的任務(wù)更重。毅力號(hào)（NASA成功登陸火星的第五臺(tái)火星車）主要對(duì)火星杰澤羅隕石坑展開探索，重點(diǎn)探尋遠(yuǎn)古湖泊和河流三角洲的遺跡及其存在生命的可能。

　　作為我國(guó)首輛火星車，祝融號(hào)除了對(duì)火星進(jìn)行不間斷觀測(cè)外，還承擔(dān)了火星巡視區(qū)形貌和地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)，火星巡視區(qū)土壤結(jié)構(gòu)（剖面）探測(cè)和水冰探查，火星巡視區(qū)表面元素、礦物和巖石類型探查，以及火星巡視區(qū)大氣物理特征與表面環(huán)境探測(cè)等等一系列復(fù)雜的科學(xué)任務(wù)。

　　科學(xué)家為祝融號(hào)配備了6臺(tái)科學(xué)儀器，它們各自承擔(dān)了不同的科研任務(wù)：

　　火星表面成分探測(cè)儀由激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀（LIBS）、短波紅外光譜顯微成像儀（SWIR）和微成像相機(jī)組成，分別負(fù)責(zé)元素組成分析識(shí)別、礦物和火星表面巖石成分分析以及獲得目標(biāo)的高空間分辨率圖像。

　　多光譜相機(jī)采集著陸點(diǎn)周圍巖石和土壤的紅外光譜信息，進(jìn)行地形地貌的空間分析，拍攝火星白天和夜晚的相關(guān)圖像，并由此進(jìn)行氣象及天文研究。

　　導(dǎo)航地形相機(jī)是火星車的眼睛，通過(guò)拍攝廣角圖片并與太空中飛行的環(huán)繞器所拍攝的地面圖片相結(jié)合，來(lái)校準(zhǔn)確定火星表面的真實(shí)情況，指導(dǎo)火星車的前進(jìn)路線，確定探測(cè)目標(biāo)。

　　火星車次表層探測(cè)雷達(dá)可以探測(cè)火星地下物質(zhì)（包括水、冰、各種礦物）的大小結(jié)構(gòu)及各種特征，它由可穿透10-100米深度的低頻波段（15~95MHz）、可穿透3-10米深度的高頻波段（0.45~2.15GHz）組成。

　　隨著火星車的移動(dòng)，火星表面磁場(chǎng)探測(cè)儀和環(huán)繞器上搭載的磁強(qiáng)針相互配合，共同觀測(cè)火星表面的磁場(chǎng)變化情況。

　　火星氣象測(cè)量?jī)x用于監(jiān)測(cè)火星表面溫度、壓力、風(fēng)場(chǎng)和聲音等時(shí)間和空間變化，著陸前還可以在環(huán)火軌道上收集溫度和聲音數(shù)據(jù)。

　　祝融號(hào)的速度與壽命

　　截至2021年8月6日，祝融號(hào)已經(jīng)在火星上奮斗了82個(gè)晝夜，目前正在遍布石塊、撞擊坑和沙丘的復(fù)雜地區(qū)艱難穿行，累計(jì)行駛距離已達(dá)到808m�？吹竭@些數(shù)據(jù)，你可能會(huì)問，為什么火星車這么慢，82天才前行800多米呢？

　　一方面，火星地形復(fù)雜，遍布石塊和隕石坑，火星車攜帶大量精密儀器，速度太快會(huì)影響儀器的使用。另一方面，祝融號(hào)的主要能量來(lái)源是太陽(yáng)能電池板，距離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，使得原本就低效的太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化出來(lái)的電能更低（只有地球上的40%），需要同時(shí)維持各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的火星車難以分配足夠多的能量提速。

　　祝融號(hào)在8月中旬左右即將達(dá)到設(shè)計(jì)壽命（92天），但并不意味著它會(huì)壽終正寢。航天器的設(shè)計(jì)壽命是在最惡劣極端的環(huán)境下所能工作的最低時(shí)間，而實(shí)際工作時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。比如玉兔號(hào)的設(shè)計(jì)壽命是90天，實(shí)際工作972天；勇氣號(hào)的設(shè)計(jì)壽命是90個(gè)火星日，實(shí)際在哥倫比亞群山所在的古塞夫隕擊坑工作了2208個(gè)火星日。

　　如果沒有類似輪胎陷坑或太陽(yáng)能板損壞等意外出現(xiàn)，祝融號(hào)可以繼續(xù)在火星工作數(shù)年。不得不承認(rèn)，祝融號(hào)與同期登上火星的美國(guó)毅力號(hào)相比，實(shí)際使用壽命存在不小的差距。僅就設(shè)計(jì)而言，毅力號(hào)攜帶核電池，即使沒有太陽(yáng)能供給，也可以獨(dú)立工作10年以上。

　　據(jù)報(bào)道，祝融號(hào)已圓滿完成既定任務(wù)，正在科學(xué)載荷全開的狀態(tài)下，繼續(xù)向?yàn)跬邪钇皆�南部的古海交界地帶前進(jìn)。此外，祝融號(hào)和毅力號(hào)將在火日合相期間（預(yù)計(jì)9-10月）全部失聯(lián)，火日合相結(jié)束后恢復(fù)正常通訊。

　　參考文獻(xiàn)：

　　http://www.cnsa.gov.cn/index.html

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