祝融号：靠甚么巡视探测火星 有哪些技术特色？

　　祝融号：靠甚么巡视探测火星

　　■贾 阳

　　2020年发射窗口，祝融中国的号靠祝融号以及美国的毅力号火星车同时动身，当初均在火星概况睁开探测行动。甚巡视探我国由此成为第二个在火星上睁开巡视探测的测火国家，也是技术唯逐个个同时睁开月球以及火星巡视探测的国家。

　　祝融号火星车抵达火星概况后，特色无关部份宣告了火星车拍摄的祝融照片，引起人们普遍关注。号靠特意是甚巡视探看到运用WiFi分说探头从第三方视角拍摄的火星车与着陆平台的合影时，巨匠纷纭点赞祝融号火星车，测火并把这张图片称作“融融拍了拍陆陆”。技术

　　妨碍往年7月30日，特色祝融号火星车在火星概况已经使命75个火星日，祝融当天实现为了对于第二处沙丘地貌的号靠迷信探测。后续，甚巡视探它会运用概况成份探测仪以及多光谱相机等迷信载荷，对于更多目的睁开详细探测。

　　可能说，人们已经懂取患上“融融”的可爱与敬业。那末，它有哪些技术特色呢？让咱们一根事实。

　　咱们的妄想定位为“二代半”

　　妄想火星车之初，有外洋专家问起中国第一辆火星车的妄想定位。对于这个下场，咱们给出的回覆是：美鼎祚用25年先后睁开了三代火星车，单从份量的角度看，分说为第一代的10千克级别、第二代的100千克级别以及第三代的1000千克级别，各方面的能耐也随之不断提升。咱们的祝融号火星车份量为240千克，仅从份量看，它属于第二代。

　　随着技术睁开，咱们的祝融号火星车妄想定位是“二代半”。这个多出的“半代”，主要体如今火面挪移、生涯、自主技术等方面的先进性上。

　　自动悬架啥地形都不怕

　　火星概况地形重大，既有陡坡、大石块，也有坚贞的沙地。美国火星车在使命历程中，曾经碰着难以翻越的沙土质陡坡，也曾经陷入沙土中无奈挪移。祝融号火星车接管了自动悬架挪移零星，其目的便是使火星车在重大地形条件下，具备较强的经由能耐。

　　在平展的硬路面上行动时，火星车坚持自动悬架机构的自动关键关键锁定，此时悬架进化为自动悬架。碰着石块拦阻比力高的情景，可运用自动悬架将车体贬低。在难以经由的软土沙地，特意是车轮爆发较大沉陷无奈顺遂经由时，可接管尺蠖行动方式脱困。

　　首先，两个前轮向前行动，中轮以及后轮不动，车体高度随之逐渐飞腾。而后，前轮不动，中轮、后轮后退，这个历程中车体高度逐渐贬低。接着，再不断一再上述历程。这样的尺蠖行动方式，行动功能尽管比力低，但沙地脱困下场颇为宜。

　　靠集热窗实现“保暖”

　　火星概况温度偏低，在火星车顶部，装置的像双筒望远镜同样的配置装备部署，叫作集热窗。窗口有一层薄膜，可见光能顺遂透过，车体收回的远红内线却无奈显展现，从而起到保温下场。

　　阳光透过集热窗后，能量被一种叫作正十一烷的物资经由相变方式贮存。火星白昼温度飞腾，这种物资吸热消融；到了破晓温度着落时，这种物资会在凝聚的历程中释放热能。能量的转换方式酿成为了“光能-热能-相变能-热能”，功能可抵达80%以上。

　　之后，火星上正值酷暑，祝融号火星车会“感应”稍稍有点热。不外，等火星到了春天之后，群集热能的这个本领就会展现出成果了。

　　太阳能电池片像荷叶疏水同样除了尘

　　在火星概况使命，不可防止地会受到火星尘的影响。最直接的影响，便是导致太阳能电池输入功率着落。由于火星车使命所需要的电能都来自太阳能，假如电能缺少，火星车只能在火星概况“睡觉”。

　　在夏日，咱们审核荷叶上的水珠，可能发现，荷叶与水间并没爆发浸润，荷叶随风摇晃的历程中，水珠很简略滚落。借鉴做作界荷叶的疏水道理，科研职员在电池盖片上削减了超疏基宏不雅妄想。这些妄想的尺寸比火星尘颗粒的特色尺寸还要小，当火星尘与之打仗时，就至关于与一个纳米级的“针床”打仗，而不是与一个平面打仗。这大大减小了火星尘颗粒与电池片之间的打仗面积，从而削弱了它们之间的附着力，使火星尘不易聚积，纵然聚积后也更易移除了。

　　火星车接管了超疏基电池盖片，其中两个太阳翼还可调解到竖直形态，便于火星尘滑落。

　　超疏基宏不雅妄想的制备措施有良多种，火星车上接管的是湿化学侵蚀法。测试发现，改善后的太阳能电池片，除了尘下场抵达了80%以上，特意是对于粒径75～125微米规模内的灰尘颗粒，除了尘下场可达95%。

　　由自己抉择何时“睡觉”何时“起床”

　　火星概况也会有部份沙尘天气，严正时致使伸张到火星的大部份地域，成为全天下性沙尘暴。美国的机缘号火星车在火星概况使命了15年，便是由于一次严正的沙尘天气而中断了使命。

　　祝融号火星车若何应答这样的沙尘天气呢？研制者们为其妄想了自主休眠叫醒功能。便是说，火星车会凭证情景变更，自己抉择何时“睡觉”何时“起床”。

　　在火星概况，当风速逐渐飞腾，泛起沙尘天气时，火星车首预言家患上到的是太阳能电池板输入的电能有些不够。每一当清晨时，电池电量都理当是满满的，“明天奈何样这么少？”火星车赶紧合计明天使命需要多少多电能。假如论断是“差一点”，那末火星车就会削减使命的配置装备部署，经由“过紧日子”的方式等到越日；假如论断是“差良多，不够明天破晓用的”，那末火星车就会赶快休眠，全零星断电。

　　这时，就需要祝融号火星车“过点苦日子”。配置装备部署的温度越来越低，最低可达-100℃如下。纵然如斯也没措施，火星车只能在冰凉中“睡觉”。

　　叫醒有两个必备条件：一个是等到沙尘天气以前，阳光越来越强，大气变患上澄净、透明，火星车太阳翼的发电量可坚持个别使命；另一个是火星车关键配置装备部署的温度适宜使命要求，好比蓄电池可个别充电了。

　　等条件都知足了，不需腹地面操作，火星车会自己“昏迷”，不断使命。

　　图像缩短算法一展强盛功能

　　对于目生情景妨碍探究，图像信息无疑是最直不雅也是最中间的信息。图像信息中含有至关多的光阴以及空间冗余，因此图像信息的数据量颇为大。

　　火星车实施使命的前3个月，火星与地球之间距离为3.2～3.8亿公里，从火星到地球的通讯链路带宽受到很大限度，在深空数据源端对于图像妨碍缩短，无疑是后退信息回传功能的异曲同工。深空探测器资源珍贵而有限，火星车的数据处置能耐不会像地面合计机这样强盛。因此，需要凭证火星探测使命的运用需要，不同思考图像数据的缩短及传输两个关键，妄想最优的图像数据缩短及传输妄想。

　　针对于火星探测使掷中图像缩短处置需要，科研职员特意为祝融号火星车妄想了图像缩短算法，实现为了多种相机数据存储规画、图像缩短比锐敏操作、品质渐进性传输、感兴趣地域优先编码、抗误码散漫以及图像缩略图天生下传等功能，知足了火星车坚贞、高效、锐敏的图像运用需要。

　　(作者系中国空间技术钻研院钻研员)