去年7月份,在海南文昌航天发射场,我国“天问一号”火星探测器顺利发射升空,历经多天的飞行,于今年5月15日着陆器在火星乌托邦平原南部成功着陆,顺利释放出我国第一个火星车,我国也因此成为世界上第一个一次性完成对火星“绕、落、巡”既定目标的国家。
“祝融号”已行进多米
我国的“天问一号”探测器成功到达火星之后,绕火星运行的空间探测器和“祝融号”火星车形成了对火星的立体化监测。其中绕火星运行的空间探测器主要任务是对火星全球进行巡回监测,同时也会定期收集从“祝融号”发回的数据,最终将这些信息以电磁波的方式传回地球。
“祝融号”火星车总重量为公斤,其主要任务是通过所搭载的多种仪器,对火星局部区域的地形地貌、火星岩、土壤以及大气组成等特征进行现场监测。所携带的仪器主要包括:
导航和地形相机,用于监测火星表面地形地貌,并能够进行导航和拍照;
气象测量仪,用于监测火星表面的温度、湿度、气压、风速等气象指标;
多光谱相机,用于拍照和分析火星岩石和土壤光谱数据特征;
表面化合物检测器,能够用激光击穿岩石和土壤,将其一部分熔化为等离子体,然后进行红外成像,从而可分析岩石和土壤的成分;
磁场探测器,用来探测火星表面的磁场特征和磁场强度;
探地雷达,能够对火星表层以下米左右的地层进行探测,以此来分析火星浅层地质构造、岩石结构、是否存在水冰等。
为了确保以上设备能够正常稳定运行以及火星车的行进安全,在“祝融”号上还配备了必需的设备,比如4块太阳能电池板,可以为仪器和车体提供充沛的能量;再比如自主感应系统,可以自主感应行进路线上的地形和环境特点,从而做出灵活性的调整和应对行为。
自今年5月22日“祝融号”从着陆器中被释放以来,它一直在乌托邦平原的南部区域持续向南方挺进,截至目前,“祝融号”已经在乌托邦平原上行进了多米。在行进过程中,拍摄了大量关于火星地表的照片,同时对沿途火星表面的岩石、土壤、沙丘以及其它地表特征进行监测分析,形成了诸多有价值的数据。
围绕火星运行的“天问一号”轨道飞行器,则在持续对火星全球进行系统监测的同时,每天经过一次“祝融号”,然后接收从火星车上传回的数据,将其发回我国的地面任务控制中心。通过搭载在“天问一号”上的高分辨率相机,我们可以清晰地看到“祝融号”默默工作的行进轨迹。
“祝融号”为什么将要休眠?
火星虽然和地球相邻,其公转速度相差也差不了多少,但是当它们在达到最近距离以后,会随着时间的推移,逐渐将距离拉开,也就是地球把火星慢慢地拉开距离,最大距离将出现在分处太阳的两侧,这就是为什么地球与火星之间,最近万公里,而最远能达到4亿公里的原因。
对于火星探测器来说,它所探测到的信息,需要通过绕火星运行的轨道器向地球进行传输,所以当地球与火星距离最近时,这是理论上向地球发送无线电信号的最佳时机,只需要两分多钟就能传回来,效率极高。而如果二者处在最远距离时,传送信息的单程时间就会达到至少20多分钟,延迟效应比较明显。
当然,造成我国“天问一号”和“祝融号”将要休眠的根本原因,并非是这个距离变化的因素,毕竟4亿公里的距离、20多分钟的时间延迟,并没有什么严重的后果,而决定结果的重要原因是太阳,在不到一个月的时间内,太阳刚好处在地球和火星之间,天文学上叫作“火日合相”,这个时候就会发生严重的“日凌干扰”。
大家知道,从“天问一号”向地球传回的信息,是通过无线电形式传输的,而当太阳介于我们的地球和火星之间,那么从太阳发出的强烈带电粒子,会对“天问一号”探测器的通信系统以及无线电信号造成严重的干扰。
那么在地面任务探测中心,将接收不到从探测器上发回的信号,甚至只能接收到来自太阳的大量干扰性、无效的杂波,所以这个时候我们与火星之间的信息联系途径将会受到极大影响,信号甚至会产生中断,于是造成了“天问一号”将会在秋分节气前后,出现一个月左右的“失联”现象。这个期间,我们将无法得到有关“天问一号”以及“祝融号”的任何信息。
不但是“祝融号”,在火星上的其它探测器,比如毅力号、勇气号、机遇号等,都会存在这样的问题,这是无法避免的正常现象。
“失联”期间“祝融号”会干嘛?
“祝融号”在断电“失联”前,会做一些相应的准备工作。比如,抓紧拍摄一些“第一视角”的火星全景图,在图片中我们可以看到火星车的太阳能电池板、通信设备以及近处的火星沙丘。
最近一段时间,“祝融号”和“天问一号”都将自主进行相应的自我监测、状况评估以及故障排除等工作,除此之外,“天问一号”将会按照以往的规律,继续在火星一定高度上作环绕运行,利用它的监测设备自主进行一些拍摄和探索任务。而“祝融号”则有很大的概率停留在一个相对稳定的区域,作局部的探测工作,抓紧利用非常有限的剩余时间,以积累更多的探测信息,待到10月下旬通信恢复以后,回传给轨道器,然后再传回地球。
几天前,为了纪念“祝融号”的伟大壮举,我国国家航天局联合中国人民银行,发行了火星车图案金银纪念币,庆祝在火星成功工作天。在9月中旬到10月下旬这段“失联”时间里,让我们衷心祝福它平安顺利!
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