據(jù)國家航天局消息,截至8月15日,祝融號火星車在火星表面已運行90個火星日(約92個地球日),累計行駛889米,所有科學(xué)載荷開機探測,共獲取約10GB原始數(shù)據(jù)。祝融號圓滿完成既定巡視探測任務(wù)。
3個月里從火星傳回了什么?包括火星影像和火星聲音
在90個火星日里,祝融號火星車一共獲取了約10GB原始數(shù)據(jù),并傳送回地球,里面都包含了什么?
公開資料顯示,祝融號火星車上攜帶了光譜相機、氣象測量儀、表面成分探測儀、雷達(dá)和磁場探測儀等六種科學(xué)探測儀器,可對火星的環(huán)境、物質(zhì)進行勘探。所以,原始數(shù)據(jù)中包括大量的照片和大氣、土壤含量等科學(xué)數(shù)據(jù)。
天問一號探測器的著陸視頻、祝融號火星車在火星表面的行駛視頻等“火星影像”也被陸續(xù)傳送回地球。此外,著陸巡視器開傘和下降過程、火星車駛離著陸平臺等“火星聲音”也被收錄。
這些數(shù)據(jù)會公開嗎?據(jù)悉,中國月球與深空探測網(wǎng)已面向國內(nèi)科學(xué)研究團隊開放數(shù)據(jù)申請,后續(xù)將以月為周期組,分批發(fā)布相關(guān)的科學(xué)數(shù)據(jù)。
設(shè)計壽命期內(nèi)累計走了889米,超過“玉兔二號”的5倍
在巡視探測期間,祝融號火星車按照“七日一周期,一日一規(guī)劃,每日有探測”的高效探測模式運行,一共行駛了889米。
3個月走了889米是什么概念?南都大數(shù)據(jù)研究院對比了祝融號火星車和它的“前輩”玉兔號、玉兔二號月球車在設(shè)計壽命內(nèi)的行駛距離。
數(shù)據(jù)顯示,三個探測器的設(shè)計壽命均為三個月左右。2013年12月降落在月球表面的玉兔號月球探測車,在度過了三個月的設(shè)計壽命后,一度出現(xiàn)了機構(gòu)控制異常,但并不影響其他功能的運作。其停留區(qū)域大約位于著陸器西南方的20米,二者可以互相拍照,相互之間的通信也沒有問題。
2019年1月抵達(dá)月球背面的玉兔二號月球車,在經(jīng)過3個月晝的工作后,已經(jīng)達(dá)到設(shè)計壽命,一共行走了163米,并傳回了馮·卡門隕石坑等珍貴照片。
天問一號著陸巡視器則在2021年5月15日成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。經(jīng)過約7天的通信與儀器調(diào)試后,祝融號火星車在5月22日正式駛離著陸平臺,抵達(dá)火星表面。在經(jīng)過3天走10米的“試探”后,它便正式開啟了對預(yù)定區(qū)域的探索之旅。
玉兔二號月球車與祝融號火星車的設(shè)計最高時速都是200米/小時,但前者在3個月內(nèi)走了163米,后者則在幾乎同樣的時長里行駛了889米,是其前輩的五倍還多。此外,截至2021年1月3日,“玉兔二號”已在月球背面工作了731天,所走過的距離剛剛超過600米,約為目前祝融號火星車的三分之二。
為什么“祝融號”能走得更遠(yuǎn)?環(huán)境差異和具備路線規(guī)劃能力
為什么這兩臺探測器的行進速度如此緩慢?為什么“祝融號”的行駛距離會比“玉兔二號”遠(yuǎn)?
首先,無論是火星還是月球,其表面的地貌和氣候條件都非常復(fù)雜,探測器還要邊行駛、邊進行數(shù)據(jù)搜集和探測任務(wù),再加上所運載的儀器與火星的沙塵暴等因素,提速可能導(dǎo)致探測器因能耗過大而頻繁進入“休眠”狀態(tài)。
其次,據(jù)中國首次火星探測任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計師劉建軍介紹,火星與月球環(huán)境也有很大區(qū)別。一個月當(dāng)中,月球有一半的時間是夜晚。遇到月夜,溫度會降到零下100多攝氏度,玉兔二號就會進入“休眠”模式。而火星的烏托邦平原,環(huán)境就好多了,在這三個月里,祝融號火星車可以持續(xù)工作。
最后,中國首次火星探測任務(wù)工程副總設(shè)計師李春來表示,操作方法的差異也是導(dǎo)致兩者的行駛距離不一的重要原因?!坝裢枚枴笨康氖墙换ゲ僮?,即每走一步都根據(jù)后方的指揮中心下指令,“沒有放手讓它自主行走”。火星因和地球的距離太遠(yuǎn),指令往往需要20多分鐘才能傳達(dá),所以“祝融號”被賦予一定的自主行走能力:先做好規(guī)劃,輸入指令讓它走。走了十幾米以后,祝融號火星車會根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)自主規(guī)劃路線,之后的行走效率就大大提升。
超期服役后還能做什么?機遇號15年走了45公里
據(jù)國家航天局透露,圓滿完成既定任務(wù)后,祝融號火星車將繼續(xù)向烏托邦平原南部的古海陸交界地帶行駛,實施拓展任務(wù)。它還能走多遠(yuǎn)?具體還會做什么?
南都大數(shù)據(jù)研究院對比了“祝融號”的幾臺火星車“前輩”的相關(guān)數(shù)據(jù)。
達(dá)到設(shè)計壽命后,火星車們并不會就此“退休”,而是選擇超期服役,繼續(xù)在火星表面漫游、探索。預(yù)期工作壽命只有3個月的勇氣號火星車,就足足在火星服役了近8年時間。前2年,它累計行駛了超過5公里,更攀上了其所在的“古謝夫環(huán)形山”地區(qū)的一座小山峰,從高處觀測火星上的風(fēng)沙運動,探索火星沙丘的成因。
勇氣號的“孿生兄弟”、2004年1月著陸火星的機遇號,更在其超過15年的探索生涯中一共行駛了超過45公里,打破了蘇聯(lián)的月球車“月球車2號”所保持的地外行駛距離紀(jì)錄。在火星的5500多個日日夜夜里,機遇號發(fā)現(xiàn)了古代火星環(huán)境潮濕的證據(jù),并探測了火星表面的多個撞擊坑,更首次在火星上發(fā)現(xiàn)了隕石。
2012年8月抵達(dá)火星的好奇號火星車則還在服役之中。截至2020年8月,它一共行駛了超過23公里。好奇號是世界上第一臺采用核動力驅(qū)動的火星車,2019年10月曾在火星蓋爾隕石坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含礦物鹽的沉積物。目前,它也繼續(xù)著自己的使命:探尋火星上的生命元素。
超期服役會影響祝融號火星車的功能嗎? 需注意日凌現(xiàn)象,將留下更多中國印記
火星車超期服役后會不會影響其速度和功能?“祝融號”未來將走向何方?
南都大數(shù)據(jù)研究院梳理和對比了部分火星車的單日行駛紀(jì)錄,距離已從旅居者號的7米,突破到機遇號的156.55米。此外,好奇號火星車的紀(jì)錄更是在超期服役時,且主計算機出現(xiàn)嚴(yán)重故障“起死回生”后所創(chuàng)造的。
據(jù)天問一號任務(wù)探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲介紹,自從開展火星表面巡視探測以來,祝融號火星車在能源供給、熱控、通信等方面都表現(xiàn)得非常出色,身體狀態(tài)非?!敖】怠薄?/strong>它也在不斷切換前進模式,更多地“鍛煉自己”。
后續(xù)祝融號火星車將繼續(xù)向南行駛,探索附近的溝槽和更遠(yuǎn)處的泥火山。未來,祝融號火星車將在火星表面留下更多中國“印記”。
孫澤洲更表示,正在圍繞火星飛行的天問一號環(huán)繞器也將開啟新的征程——對火星全球進行環(huán)繞科學(xué)探測。但需要注意的是,今年9月中旬至10月下旬,地火通信將首次受到日凌現(xiàn)象影響,地球與火星的通信將中斷約50天,環(huán)繞器和火星車會轉(zhuǎn)入安全模式,停止探測工作。
雖然既定的巡視探測任務(wù)已完成,但中國的火星探索并不會就此停步!走得更遠(yuǎn)、走得更久,祝融號火星車與天問一號探測器,依然肩負(fù)著更多、更重要的使命。
出品:南都大數(shù)據(jù)研究院
數(shù)據(jù)采集分析:陳澤然
制圖:何欣
數(shù)據(jù)來源:國家航天局、NASA、中國探月與深空探測網(wǎng)、媒體公開報道等
統(tǒng)計截止日期:2021年8月18日