4月24日,我国的第一架火星汽车在第六个中国航天日正式拥有自己的名字-“祝融号”,与湖南省南岳衡山的主峰同名。“祝融号”火星车的高度有185公分,重量达到240公斤左右。设计寿命为3个火星月,相当于约92个地球日。“祝融号”火星车将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。
“祝融号”的名称来自中国的传统文化元素-祝融是中国神话中的神。相传它是三皇帝和五皇帝的掌火官,这与我国其他航天器的命名思想是一致的。例如,以前的“嫦娥,墨子,悟空,北斗”都是现代科学和传统文化的时空融合。从这些具有美丽含义的名字中,可以瞥见中国宇航员的科学梦想和浪漫情怀。
第一辆火星汽车最终被命名为“祝融号”,是公众的“民意所向”。航空航天科学向公众的一个鲜明对比点燃了我国深空探索的火焰,并展示了中国人类探索的精神和文化信心。一直以来,我国的深空探测任务都是“工程实践-科学研究”双线并行的,要求在实现工程目标的基础上,进行科学拓展研究。等“祝融”号火星车完成“90天预定时长工作”,我国“天问一号”任务的工程学目标将全部实现。
祝融被视为最早的中国传统文化中的火,象征着中国人的祖先用火照亮地球并带来光明。首款火星车被命名为“祝融”,这意味着点燃了我国星际探索的火,并指导人类继续探索和超越广阔的星空和宇宙中的未知。“祝融”火星车是中国探测火星的使者,是让我们发现火星、探索火星、认识火星的重要一环。小小的火星车背后,是无数个航空航天人的艰苦攻关,是无数个新技术的自主研发,是无数个零部件的测试实验。从北京到上海,从长春到兰州,从喀什到佳木斯,来自全国上百家单位的人们已经为之奋斗了太久太久。
据消息,5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。后续,祝融号火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。
火星的探测计划对人类具有重要意义。首款名为“祝融号”的火星汽车与其“带来光明”的含义相反。
承载着人们对宇宙的想象的“祝融号”将继续在航空航天领域追逐光明。在“天问一号”探测器成功“落火”后,5月15日上午9点整,美国国家航天局于官方推特转发其副局长托马斯·楚比兴推文:“中国首个火星探测器‘祝融’登陆火星,恭喜中国国家航天局‘天问一号’团队!和世界科学界一起,我期待中国本次火星任务,对全人类了解这颗红色星球所带来的重要贡献。
“祝融”有四片电池板,侧端两片,尾端两片;而吨位相似的美国“勇气号”、“机遇号”火星车只有三片电池板,分别是侧端有两片,尾端有一片。这样独特的设计让“祝融”既能保持爬坡能力,还能获得更大面积的太阳能板,从而具有更加丰沛的电力供应。不仅如此,“祝融”的太阳能板也很特殊:它的表面有一层微结构膜。这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,这层空气恰恰可以极大减小火星尘埃与电池板表面的摩擦力,大大减少火星沙尘附着的可能性。古有莲叶“出淤泥而不染”,今有祝融“濯沙尘而不沾”。
“祝融”号火星车还能自己清洁太阳能板。虽然这层膜能够减少火星沙尘附着的可能性,但时间一长,仍然会在太阳能板上累积相当厚度的沙尘。以往,以太阳能板为电力来源的火星表面探测器碰到了这种情况,基本上都是听天由命,只能等风吹。火星表面的风既能带来沙尘,也能带走沙尘。“勇气号”与“机遇号”实际使用时间较长的一个原因就是火星的风带走了一部分电池板表面的尘埃。但全靠运气终究不是长久之计,自己动手清洁太阳能板才是唯一可持续的出路。为了保险起见,以往的火星着陆器太阳能板都是一次性开展结构,开展了就无法回收。虽然“祝融”火星车的尾端太阳能板也是不可回收的,但侧端的两个太阳能板具备电机,是可以回收的。这样的设计使火星车能自主完成太阳能板的清洁,从而极大提升在火星表面生存的能力。不仅如此,侧端的太阳翼在日常的工作中还可以随时调整角度,最大限度接受太阳光照射,提高产电效率。“祝融”所使用的相变保温材料,并不会造成火星表面核污染,不仅如此,相变保温材料较高的相变潜热可以在相变期间吸收/释放大量的热能,从而保证火星车处于稳定的温度范围。在白天,“祝融”的保温材料液化吸收热量,在夜间则固化释放热量。这样的特殊性质让“祝融”能够在剧烈变化的外界环境温度下,仍然能够保持体温的恒定,让自己本身携带的各个组件能够更稳定、更长久地工作。
另一方面,“祝融”独特的悬挂系统使得它有多种行动能力。火星车的每个车轮都可以独立转向,让其获得了原位转向能力。即便在直线前进过程中前轮受阻,也可以通过原位横向运动的方式脱困。不仅如此,车轮上的支撑梁也可以主动运动,换句话说,火星车可以自己“抬起腿”。一般火星车陷入沙坑是因为车轮打滑,但如果直接把几个车轮锁定,通过悬挂系统主动将整辆车提起来,从轮行模式进入“蠕行”模式,就可以完全避免这个问题:“蠕行”状态下的火星车能够以自己的轮子作为锚点,一步一步脱困。
祝融是上古神话中的火神,而今天“祝融号”终于登上了以五行之火命名的火星。自古以来,火星就以与众不同的红色外观吸引着人类的关注。古时人们常常将其与战争联系,在西方神话中,火星往往是战争之神的化身;而在古代中国,“荧惑(火星)守心”也被视为不祥之兆。直到近代,人们才重新以科学的眼光审视火星。随着科技的进步,人类探索火星的方式也在不断突破,蒙在这颗红色星球上的面纱已被徐徐揭开。