美國火星車運行14年,為何祝融號只有90天?總師:最合…


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美國火星車運行14年,為何祝融號只有90天?總師:最合理安排

去年7月下旬,我國發射了首個火星探測器——天問一號。經過將近7個月的飛行,天問一號進入火星軌道。又過了3個月的時間,天問一號的著陸平台和祝融號火星車組合體克服“恐怖9分鐘”,成功在火星上著陸。

預計在本月22日,祝融號火星車將會下地,正式到火星上“溜達”。雖然祝融號歷經千辛萬苦才到達火星,但其設計壽命僅為90個火星日(1個火星日約為24.6小時),差不多是92.5個地球日。

相比之下,美國宇航局(NASA)的多架火星車都能在火星上工作很多年,甚至長達十年以上。 NASA的勇氣號和機遇號在2004年登陸火星,它們的設計壽命都像祝融號那樣,只有90個火星日,但勇氣號運行了長達2208個火星日,即6.2年(地球年);而機遇號更是運行了創紀錄的5110個火星日,長達14.3年。

目前,NASA還有好奇號和毅力號兩部火星車在火星上運行。好奇號於2012年8月登陸火星,其設計壽命為1個火星年,即1.88個地球年,目前已經運行了將近9年。毅力號則是先於祝融號3個月登陸火星,其設計壽命也是1個火星年。

我國的祝融號好不容易才去了一趟火星,為什麼不讓它像NASA的火星車那樣,運行幾年的時間呢?

天問一號任務的總設計師張榮橋表示,祝融號這樣的設計其實是最為合理的安排。我國首次火星探測任務邁的步伐非常大,很多方面需要精打細算,充分考慮各方面因素的影響。

天問一號一次任務就要實現繞、落、巡三大任務,這個難度非常大。要知道,NASA早在1971年就成功把水手9號送入火星軌道,到了1976年海盜1號著陸器登陸火星,直到1997年才把首輛火星車旅居者號送到火星上。而旅居者號的設計壽命僅為一周(實際運行85天),相比之下,祝融號已經有了很大的飛躍。

由於火星離地球很遠,祝融號沒有能力把探測到的大量數據直接傳送回地球,這需要攜帶著增益天線的軌道器進行中繼通信。由於目前我國祇有一個環繞器繞著火星飛行,它在未來兩年內還要承擔對火星全球進行詳細探測的艱鉅任務,所以它能為祝融號進行中繼通信的時間很有限。

因此,祝融號只能在未來3個月內,開啟全部科學設備,對火星表面進行全方位探測,抓緊時間把數據通過軌道器傳回地球,以完成預定的探測任務。相比之下,NASA目前有多個探測器繞著火星運行,它們可以隨時為火星車提供中繼通信。

但從過往的經驗來看,設計壽命不能直接等價於實際能夠運行的時間。此前我國登陸月球正面的玉兔號月球車和登陸月球背面的玉兔二號月球車已經證明,我國航天產品的質量非常可靠,它們的實際運行時間都大幅超過了設計壽命。玉兔號和玉兔二號的設計壽命與祝融號相近,都只有3個月,但玉兔號運行了兩年八個月,玉兔二號已經運行了865天,目前還在正常工作。

因此,我們應該對祝融號火星車的可靠性要有信心。只要不出什麼大的意外,祝融號也會像玉兔號和玉兔二號,或者NASA的勇氣號和機遇號那樣,長時間在火星上運行。

祝融號在火星上的能量來源是太陽能,它攜帶著幾塊太陽能電池板用於發電。而NASA的好奇號和毅力號都攜帶了放射性同位素熱電機,用核能作為能量來源。那麼,這是不是祝融號不能長時間運行的原因呢?

其實不然。 NASA的機遇號和勇氣號也都是採用太陽能,它們都能在火星上運行多年。利用太陽能最怕火星上的大規模沙塵暴,一旦沙塵遮天蔽日,並且沙子覆蓋太陽能電池板,將會導致火星車失去電能而報廢。但火星上時不時還會刮起大風,這又會吹走電池板上的沙塵,所以機遇號和勇氣號可以長時間運行。相信我們的祝融號也能克服重重困難,超額完成任務。