“祝融”巡熒解惑 | 火星車駛離着陸平台實拍視頻_風聞

來源：中國航天報

109.9°E，25.1°N。

在數字地圖上輸入這個座標，位置很快鎖定到廣西桂林。“桂林山水甲天下”，古人心中最美的地方。而在3.2億公里外的紅色星球，這是天問一號着陸的座標——烏托邦平原南部。

5月22日，着陸火星七天後，祝融號火星車從懸梯緩慢駛下，在這裏軋下了第一道中國印。

同樣的座標，與地球山美水美的景象大不相同，“祝融”在火星看到的是沙礫遍佈、滿目荒涼。這恰恰是“祝融”的使命。

祝融號，中國人的浪漫

地球與火星幾乎同時誕生，如今地球上充滿生機，火星卻近乎死去。人們把火星探測稱為探索“另一個地球的生與死”。祝融號降落的火星烏托邦平原，據科學家推測，曾是一片汪洋，探測這裏有助於人類瞭解火星的演化，摸清火星上有無生命痕跡。

5月15日，着陸火星後，“祝融”沒有立即開工探測。它先把桅杆立起來，相機能用了，便有了眼睛，能分辨周邊的障礙；把太陽翼展開，儘可能多而快地獲取能源，因為能源是維繫生命的養料；再把天線展開，建立通信鏈路後，第一時間給地球報了聲平安。

祝融號火星車像一隻展翅的碩大蝴蝶。航天科技集團五院天問一號探測器副總設計師賈陽很喜歡這個外形，還特意從網上購買了一隻相似度很高的藍色蝴蝶標本，擺在了辦公桌上。但最開始，火星車並沒有被設計成蝴蝶的模樣。

賈陽説，最初設計的火星車，太陽翼斜架在頂上，像一棟小房子，但這種設計對太陽翼強度要求太大，遂作罷。經過幾次迭代，設計師不斷變換太陽翼的展開方式，最終想出了向斜後方展開太陽翼的方案。

設計師有意識地將探測設備放在前方，“蝴蝶”便有了“複眼”，兩根天線也放在前邊，“蝴蝶”便有了“觸角”，四片太陽翼展開後，火星車有了翅膀，恰似一隻漂亮的藍色大蝴蝶。

浪漫的設計師還花了不少心思，將中國傳統文化附着在火星車，帶上了紅色星球。最引人注目的是九疊篆的“火”字車標。

運往文昌前，一次試驗結束後，設計師望着火星車空蕩蕩的桅杆，覺着少了點什麼，於是決定仿照汽車，給火星車設計一個車標。車標是一個“火”字，源於800年前北方大金國的印章“恆術火倉之記”，出土於黑龍江海林縣，以九疊篆的手法將字形抽象處理後，放在了火星車的桅杆上。

此去蓬萊三百日，冰輪如鏡火如螢。中國第一輛火星車，正是帶着中國人特有的浪漫，帶着古今人們對火星的好奇，踏上了這顆“熒熒火光，離離亂惑”的“螢惑星”。

祝融巡火闖三關

“祝融”在火星上走走停停，行進速度並不快，甚至比走路還慢，預計3天才走一步，大概10米距離。因為它每走一步，要傳圖像、探測、分析，再移動。在火晝時完成火面感知、探測、移動等工作，在火夜時進入待機狀態。賈陽介紹，火星車大概維持在三天一個週期的工作強度，設計壽命為3個火星月，相當於地球上的92天。

動畫效果，非真實火星移動速度

賈陽説，火星車走得慢，是因為我國對火星環境的認知有限，所以專門為火星車設計了相對保守的工作模式。他透露，任務後期視火星車的工作狀態，不排除會讓它“走得更快一點”。

祝融號攜帶了多光譜相機、次表層探測雷達、火星表面成分探測儀、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀和地形相機等共6台科學載荷。要想帶着這些設備順利在火星巡視探測，在陌生的星球開疆拓土——關鍵這個陌生地帶還遍佈風險，祝融號火星車要足夠強大。

祝融號火星車模擬圖像

賈陽介紹，在火星巡視探測有“三難”。

一是遠，地火距離3.2億公里，信號來回一趟需要近40分鐘，這麼遠的距離，地面沒法實時控制火星車；二是冷，火星夜晚會降到零下130度，火星上二氧化碳都冷凝成乾冰遍佈在隕石坑，對火星車生存構成巨大挑戰；三是大氣，火星經常颳起塵暴，歷史上蘇聯的“火星-3”剛着陸火星便在沙塵中殞命，同時，塵暴也會影響火星車電池發電，切斷能源供給。

困難沒有擋住中國探索火星的步伐，這些難題被火星車設計團隊一一攻克。

針對距離遙遠而帶來的通信困難，設計師努力讓火星車“求己不求人”。火星車一旦發現問題，可在極短時間內自診並完成故障的自我修復。倘若遇到更大的困難，火星車可自主進入安全模式，再交給地面處理。

設計師們也將火星車稱為“火星移動智能體”。“跟其他火星車相比，我國的火星車自主能力有了巨大的提升。”賈陽表示，假如火星車在火星巡視探測時出現故障，它的首選求助對象不是相隔遙遠的地球人，而是它自己。

火星表面岩石分佈密度大約是月球表面的2倍，但由於侵蝕導致表層土壤堅硬、裏層土壤鬆軟，美國的“勇氣號”“機遇號”都曾因此下陷，對此，研製團隊為火星車設計了主動懸架功能。

它像越野車一樣可升降底盤，但功能更強大。祝融號車體可以在0～600毫米的高度區間內自主升降，這在全世界所有的火星車中是獨一份。航天科技集團五院天問一號探測器火星車總體主任設計師陳百超介紹，配備主動懸架的火星車，具有蠕動、抬輪、車體升降等多種運動模式，不再擔心車輪下陷，甚至發生單個車輪故障也不會喪失移動能力。

針對“冷”的難題，設計團隊給火星車做足了保温。火星車表面鋪設了大面積的納米氣凝膠板，這種新型材料保温性能極佳，可確保火星車在-130℃的環境正常工作，同時這種材料輕到可放置在花朵上方而不損傷花瓣，因此不會給火星車帶來負擔。

除了保温，火星車還要“聚能”。為了高效率收集太陽能量，火星車設計了兩個像望遠鏡一樣的窗口，儘可能地將陽光的能量吸收到車的內部。此外，蝶翼樣的太陽能電池板，是針對火星專門定製，能適應火星上的光譜，達到極高的轉化效率，幫火星車荒野求生。

在火星拍攝的火星車實物圖

最難以捉摸的是塵暴。火星表面會颳起大風，並伴有沙塵，若沙塵覆蓋火星車，將影響其能源獲取、熱量傳導，讓“關節”不再靈活，讓光學載荷“蒙塵”。此前，美國機遇號和勇氣號都曾因太陽能板被沙塵覆蓋而失去動力。

為解決塵暴問題，設計師想了多種辦法。最先想到的是吹氣，將掉落的灰塵吹走；或者給火星車貼膜，這些膜可以捲起，從而將灰塵掀掉。綜合評估後，設計師從另外角度切入——在材料上做文章。他們在火星車上使用了一種新材料，這種材料的表面不易沾染灰塵，即便沾上了灰塵，也可通過振動將其抖落。

賈陽介紹，我國的火星車太陽能板採用表面工程技術除塵法，這個技術的關鍵是超疏基結構，身邊的汽車防塵玻璃、防塵貼膜等都是這個原理。類似下雨時荷葉上的水珠，遇風可以很容易滾落。

在火星上，祝融號可根據沙塵天氣的輕重程度自主轉入到最小工作模式、休眠模式或喚醒模式。這樣，我國首輛火星車便具備了一定的沙塵暴防禦能力。

“祝融”一小步，“天問”一大步

人類曾經47次探訪火星，21次嘗試着陸火星，最終成功的僅有10次，連一半都不到。當前，尚能在紅色星球表面行走的火星車僅有3輛，分別是2012年登陸的美國好奇號，今年登陸的美國毅力號和中國祝融號。

祝融號在火星駛出的一小步，是持續300多天的天問一號任務的一大步。因為按照規劃，天問一號任務計劃通過一次發射，完成環繞、着陸和巡視探測三個目標。現在，祝融號實現了最後一步——火星巡視探測。天問一號任務完美取得了預定的工程成果。

天問一號探測器的深空“自拍”

天問一號任務是在探月工程的基礎上起步的，從立項到研製經歷了一段艱辛的歷程，整個過程異常緊張。從2010年開始啓動第一輪論證到探測器發射，經歷了10年的時間。在不到4年的時間，探測器完成研製、驗證、出廠，創造了中國航天同類型號的研製記錄。

人民科學家葉培建院士對整個火星探測器研製團隊曾給予高度評價：“我們起步晚了，但三個目標一次任務完成，起點很高；我們的成果來得慢了，但從工程立項到產品出廠這麼快，是你們的光榮和自豪，更要珍惜這次機會。”

勝利的欣喜之外，天問一號探測器研製團隊非常客觀地看待這次成功。航天科技集團五院天問一號探測器進入艙總體主任設計師董捷曾登上青年演説家舞台，談及中美火星探測技術對比。他説了八個字：正視差距，自主創新。

董捷舉例，在火星方案研製初期，我國也開展了搭載火星飛機的論證。團隊聯合國內有實力的高校開展了對各種機型（包括固定翼、旋翼）的分析，最後得到的結論是由於火星大氣密度過低，基於現有的國內技術水平，採用旋翼難以實現在火星表面起飛，其它翼型也存在種種不足。

“看到別人的成功，也使我們清醒地認識到技術上存在的差距，更激發了我們不斷前進、自主創新的動力。”董捷説。

可以説，中國火星探測秉承了中國航天“仰望星空、腳踏實地”的一貫作風。

葉培建曾説，航天事業需要我們做一些“冒險的事”，去開拓，去創新。當前，我國已經形成深空探測的未來任務規劃，小天體探測、火星取樣返回、木星及更遠行星探測論證正在按計劃逐步推進。中國航天的未來是星辰大海，值得我們去冒險。

中國人丈量太空的腳步會比3.2億公里更遠。