沙尘暴|“祝融号”火星车开始巡视探测之旅,上海团队让它可休眠唤醒

国家航天局22日传来消息 , 根据遥测数据判断 , 5月22日10时40分 , “祝融号”火星车已安全驶离着陆平台 , 到达火星表面 , 开始巡视探测 。

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根据遥测数据判断 , 5月22日10时40分 , “祝融号”火星车已安全驶离着陆平台 , 到达火星表面 本文图片均由中国航天科技集团提供
天问一号任务的科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等 。
澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访人员22日从中国航天科技集团八院获悉 , 探测器自2020年7月23日发射以来 , 在地火转移飞行、环火轨道运行期间 , 环绕器配置的中分辨率相机、高分辨率相机、矿物光谱分析仪、磁强计等7台科学载荷陆续开机探测 , 获取科学数据 。

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按任务要求 , “祝融号”火星车拥有90个火星日的设计寿命 。
八院透露 , 到达火星表面工作期间 , “祝融号”火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测 , 通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷 , 对巡视区开展详细探测 。 按任务要求 , “祝融号”火星车拥有90个火星日的设计寿命 。 同时 , 八院抓总研制的环绕器将运行在中继轨道 , 为火星车巡视探测提供稳定的中继通信 , 兼顾开展环绕探测 。
作为月球车电源产品的研制单位 , 八院811所这次也承担了火星车电源产品的研制任务 。 不同于月球 , 火星上有大气 , 当大气运动引起的巨大沙尘暴让火星车受到沙尘遮盖时 , 接收到的太阳光能量急剧下降 , 这时就必须为火星车设计一个“休眠”模式 , 耐心等待沙尘暴过去 。

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不同于月球 , 火星上有大气 , 当大气运动时 , 会引起巨大沙尘暴
【沙尘暴|“祝融号”火星车开始巡视探测之旅,上海团队让它可休眠唤醒】其次 , 火星上有明显的四季变化 , 当进入火星深秋后 , 光照强度会持续减弱 , 而火星太阳辐照强度仅为月球表面的20% , 这时 , 火星车需要进入长期的“冬眠” , 直至第二年的春季到来 。

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火星上有明显的四季变化 , 当进入火星深秋后 , 光照强度会持续减弱 , 火星太阳辐照强度仅为月球表面的20%
同时 , 考虑到火星气候的复杂性 , 火昼时锂离子蓄电池可能会面临联合供电进而导致充电量不足的情况 , 研制人员也为火夜制定了一份休眠唤醒“备份”计划:在火昼转火夜前 , 对锂离子蓄电池的剩余电量进行判读 , 当蓄电池的剩余电量不足以支撑火星车度过火夜时 , 火星车转入休眠状态 。
如何及时并准确地判断锂离子蓄电池的剩余容量就显得至关重要 。 锂离子蓄电池设计师王晓锐介绍 , 目前航天器在轨的锂离子蓄电池容量判读方法一般有两种:安时计和查表法 , “但由于火星光强不足导致蓄电池火昼时不能充满电 , 安时计无法进行满充校准 , 累积误差会越来越大;且地火来回通信至少需要30分钟 , 导致查表法不能及时准确判断蓄电池剩余容量 。 为此 , 我们采用了将安时计和查表法结合使用的方式 。 ”
电源控制器设计师陈达兴介绍 , “与月球车不同的是 , 火星车锂离子蓄电池不具备保温设备 , 若没有从-90℃的最低温度恢复到-15℃的工作温度 , 即使唤醒了 , 也无法正常开展工作 。 休眠的时候整器会断电 , 至于什么时候再唤醒 , 我们需要先参考锂离子蓄电池的温度 。 ”
研制人员给锂离子蓄电池增加了温度继电器 , 用来判断锂离子蓄电池的温度 。 当太阳电池重新开始工作后 , 优先给锂离子蓄电池加热 , 待加到-15℃左右 , 温度继电器自动闭合 , 火星车真正唤醒 。
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