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去火星,听更远的星辰密语

去火星,听更远的星辰密语
2022-01-07 17:32:48 来源:科普时报

“天问一号”,平安!

1月1日,国家航天局发布我国首次火星探测任务“天问一号”探测器从遥远火星传回的一组精美图像,包含环绕器与火星合影、环绕器局部特写、火星北极冰盖、“祝融号”火星车拍摄火面地貌等内容。“天问一号”正按计划开展探测和相关测试,状态良好,运行正常。

让中国空间技术研究院总体部研究员、中国航天科技集团五院“天问一号”火星探测器副总设计师贾阳印象深刻的是,2020年4月,在飞往海南文昌发射场的专机上,飞机没有直飞到海口,而是往西拐个弯在桂林阳朔的上空绕了一下。

贾阳心想,“天问一号”目的地的经纬度坐标对应到地球上就是这里。“冥冥之中,在祝福我们此行使命必达。”

近日,贾阳做客中科院物理所承办的第54期“科学咖啡馆”,讲述了中国人探秘火星的故事。

火星自转一圈是24小时40分钟,地球自转一圈是24小时。那么每隔37天,“祝融号”火星车和北京就会经历同一个时刻。“这是一个‘天涯共此时’的时刻。”贾阳说,我国是第二个实现在火星表面巡视探测的国家。“祝融号”火星车的行驶,代表了中国是世界上唯一一个同时开展月球和火星巡视探测的国家。

贾阳说,探索火星的意义,就是为人类增加一个新的视角。我们知道到了日落时,火星表面是淡蓝色的;火星上也刮沙尘暴,还存有疑似过去的河谷;火星也有四季,每到冬天,火星上的二氧化碳也会凝结到火星表面,像极了吉林老家的雾凇。

“火星这么美,我们当然要做一辆漂亮的火星车才能和它匹配。”贾阳说。

火星好远。2020年7月,长征五号系列运载火箭从海南文昌出发,把“天问一号”探测器送入“霍曼轨道”,“暴走”7个多月,终被火星轨道捕获。

“天问一号”分为上下两层。贾阳介绍,下层叫环绕探测器,只在火星的轨道上飞,不会落到火星表面;像飞碟一样的上层结构才会真正进入到火星的大气层,然后着陆到火星表面。真正稳稳落下来的就是中间着陆平台和火星车。

“设计之初,我们的想法是要有一个相对比较大的太阳翼,因为火星距离太阳比月球更远。于是,我们就把电池板做成了一个像屋顶一样的形状。”贾阳说。

但经过仔细研究分析,这个设计很快被否定。贾阳解释,这是因为火箭发射时会产生剧烈振动,超出太阳翼承受的力量。“后来,我们把它压紧,又发现面积不够。”贾阳介绍,在整合所有可以预测的困难,经过很多次调整后,火星车的太阳翼终于“进化”成功。

火星车不仅“长”得好看,本事也不容小觑。

一是,由于火星表面的石块比较多,地形比较复杂,容易把火星车的车轮扎破。为解决这个问题,火星车上配备了主动悬架,可以调节底盘高度。

二是,火星上偶尔会有遮天蔽日的沙尘,导致太阳电池片无法发电,影响火星车工作。“我们仿制荷叶设计电池片,把电池片的玻璃变成了一个有很多尖的针床。在太阳翼运动的过程中,灰尘很容易滑落,电池片的表面就会比较干净和清洁。”贾阳透露。

三是,火星离太阳远,温度低。贾阳他们就在火星车顶部设计了两个类似望远镜一样的窗口,封住一层膜,白天的阳光能够照进去。为了存储能量,这层膜的下面放了10个“酒瓶子”,白天吸收阳光,“酒瓶子”里的固体就会变成液体。到了晚上,“酒瓶子”里的工质就从液体又变回固体,在凝固的过程中放出热量,保证火星车的温度不会下降。

如今,火星上也有了中国人的足迹。于深邃天空摘硕果,中国科学家们用实力证明,中国人也能为人类认识宇宙贡献自己的力量。

责任编辑:kj005

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