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为何毅力号还在使用,祝融号却面临退休风险,技术差距太大了吗?

导语:为何毅力号还在使用,祝融号却面临退休风险,技术差距太大了吗?

如果大家还有印象一定记得在2020年7月份,被称为火星发射年,那一年发射三艘火星探测器:天问一号、毅力号和希望号三艘火星探测器。

在这三艘火星探测器中,天问一号和毅力号火星探测器,都有携带火星车,而希望号完全就是一艘火星轨道探测器。

为何毅力号还在使用,祝融号却面临退休风险,技术差距太大了吗?

抛开希望号轨道探测器不谈,毅力号和天问一号携带的火星车祝融号,都先后登陆火星表面,开始火星表面探测任务。

而从目前的情况上来看,毅力号依然在继续使用而祝融号火星车,自从2022年进入休眠期后,就一直没有醒来,外界猜测祝融号火星车遇到大麻烦,可能已经挂掉了,面临着退休的风险。

为何毅力号还在使用,祝融号却面临退休风险,技术差距太大了吗?

那么是什么原因导致祝融号接近一年的时间还未苏醒,与毅力号的差距很大吗?

技术积累

两辆火星车虽然代表了地球最高的技术水平,但是不得不说的是,目前阶段毅力号比祝融号在火星表面更具有优势一些。

这种优势是表现在技术积累,毅力号虽然跟祝融号差不多时间发射,但是毅力号是美国成功发射的第五艘火星车,而祝融号是中国发射的第一艘火星车。

由于前面有多次积累的经验,所以美国对火星各个方面已经有了前期的勘探数据,以及面对火星极端环境下的应对方案。

这也是毅力号所存在的优势,因为其是站在前辈的肩膀上,登陆上火星的。

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而由于一些众所周知的原因,美国在航天和外太空探索领域,对中国进行封锁,这就导致中国对火星的了解相当匮乏。

这点从两者降落方式就可以看出来,当毅力号到达火星后,利用其以往获取的火星数据,立马就进行登陆任务。

而天文一号与其携带的祝融号,在2021年2月10号就达到火星轨道,然后经过了3个月对火星勘探,在5月15号才开始祝融号降落任务。

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这将近三个月的时间,就是对火星进行有效的勘探,为祝融号降落火星做前期的准备工作。

祝融号休眠一年的原因

虽然在祝融号登陆火星的时候,在天文一号在轨道上做过大量的勘探工作,为祝融号的降落创造出有利的条件。

但是火星条件异常恶劣,大气稀薄;没有磁场保护,导致宇宙射线直接作用在火星表面;昼夜温差大;超级沙尘暴等原因。

如果没有登陆火星,仅仅是靠天问一号在轨道上三个月的勘探,是无法获取一手资料的,虽然在祝融号设计之初,就考虑过这些问题,但是不身临其境是无法获取准确的数据。

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而有关火星表面的数据虽然美国方面有,但是也不可能给我们,以前不会,以后更加不会,一切只有靠自己去获取,这就好似摸着石头过河,不仅要小心谨慎,而且需要挑战火星的勇气。

虽然在设计的时候,就准备好应对火星恶劣条件的准备,温差大,宇宙射线等问题都有解决,但是却有一个无法控制的因素。

那就是火星的沙尘暴,虽然其对火星车的物理伤害比较小,但是间接伤害却比较大,那就是祝融号火星车采用的是太阳能板,太阳光是祝融号最重要的能量获取来源。

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当火星沙尘暴出现的时候,漫天都会遍布灰尘,这些灰尘在下降后,会覆盖在火星车的太阳能板上,如果积累的灰尘过多,这就导致太阳能板“获取”的能量减少,当突破阀值的时候,火星车就无法启动。

虽然祝融号设计蝶形的太阳能板,可以摆动中驱散一部分沙尘,但这都是建立在火星车能启动的情况下。

这个问题,美国火星车机遇号也曾经遇到过,在2018年火星上一场遮天蔽日的火星沙尘暴后,也失去了联系,究其原因也是沙尘暴后粉尘覆盖到太阳能板上,让机遇号火星车无法启动,也正式报废了。

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毅力号为何可以扛过沙尘暴呢?

毅力号和祝融号虽然都是同一时间在火星表面活动的火星车,但是两者获取能量的方式有很大的差别。

祝融号大家都比较了解,其动力来源是利用太阳能板来获取能量。而毅力号没有采用太阳能这个方案,其所有的动力来自一台重达45KG的核电池,放电功率为100瓦,其设计寿命是14年时间。

这个核电池的专业叫法是:“多任务同位素温差电源”,其内部的主要核原料是钚-238。

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从其叫法中可以看出有两个特点:同位素、温差发电。其原理是钚-238在衰变的过程中放射氦-4原子核,并且释放热量,温度可以达到五六百度。

接着利用“塞贝克效应”,在两种不同电导体因为温度差异而引起电压差的热电效应。从这可以看出,只要其核燃料充足,那么其动力来源就没有问题,只要火星车内部仪器不出问题的情况下,就可以一直在火星表面工作。

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从这点上来说,毅力号并不惧怕火星沙尘暴,即便沙尘暴覆盖其表面,对其影响不会很大。

祝融号还有启动的可能吗?

这次祝融号碰到的问题,与5年前机遇号的问题类似,都是火星沙尘暴后,灰尘覆盖太阳能板,导致无法获取足够的太阳光,能量低于阀值,火星车无法启动。

那么祝融号是否就要永远休眠,无法再次启动了呢?

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也不是,还有一线希望。目前祝融号想从休眠中再次启动,要满足两个要求:

1、火星车舱内温度要高于-15℃

2、太阳能发电量要达到启动的阈值,也就是140瓦

只有当满足这两个条件后,祝融号火星车才有可能再次启动,在火星上漫步,但是祝融号火星车也在等待一个时机,那就是等待火星夏季的来临。

当火星在一年中离太阳最近的时候,也是火星获取太能量能最多的时候,那个时候不仅火星车舱内温度升高,并且获取的能量密度也是最高的时候。

为何毅力号还在使用,祝融号却面临退休风险,技术差距太大了吗?

这个时候就是祝融号火星车从休眠中苏醒过来的最佳时机,如果在这个时候还未苏醒,大概率祝融号就永远在火星上沉睡了。

结语:

祝融号作为我国首艘火星探测器,其设计寿命只有90个火星日(一个火星日为:24小时39分钟),但是其实际在火星上工作了358个火星日,行程也达到了1921米。

可以说祝融号已经超额的完成了其在火星上的使命,如果今天火星夏天到来后,祝融号还未苏醒,虽然有些遗憾,但也在意料之中。

任何科学探索和进步都不是一蹴而就,而是有一个慢慢积累的过程,说实话祝融号表现已经够好了,我国的航天人也已经够努力了。

相信在不久的将来,还会有祝融2号,祝融3号,那个时候,我们已经积累了足够多的经验,也获取了火星表面更多的数据,我们也能做出自己不惧怕火星沙尘暴的核电池火星车,漫步在火星表面,为人类探索火星贡献更多的力量。

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