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完成既定巡视探测任务 “祝融号”拓展探测寻水冰


时间:2021-08-24  来源:  作者:  点击次数:


从今年5月15日成功登陆那个星球到8月15日,朱荣号用了90个火星日,行程共计889米。在此期间,它启动了所有的科学有效载荷,用随身携带的“十八种”设备开展了深入的探测活动,获得了约10GB的原始数据,圆满完成了分配的巡视探测任务,进入了扩展任务的实施阶段,为人类更好地认识火星、揭示火星秘密做出了突出贡献。

极好的状态

某些方面的表现超出了预期

2020年7月23日起在海南文昌发射,2021年2月抵达火星附近捕获火星;2021年5月15日起,在火星南部乌托邦平原预选着陆区成功着陆,5月19日成功脱离着陆器,在火星表面航行;从2021年6月11日第一批火星科学影像的发布,到6月27日全球环境感知影像和火星运动过程视频的发布,火星车朱荣在中国航天领域取得的历史性突破引起了全世界的关注。

完成既定巡视探测任务 “祝融号”拓展探测寻水冰

经过数亿公里的星际旅行,在严酷的火星表面工作了三个多月,朱荣的最新状态如何?对此,首次火星探测任务探测器系统总设计师孙泽洲表示,“朱荣”号火星车的设计寿命为90个火星日,如今已经退役,但各方面表现都很出色,与预期相符,甚至在某些方面超出预期。

孙泽洲进一步解释称,在能源供应方面,此次朱融非常充裕,比此前预期的要好;在确保其安全运行的关键点之一——热控方面,朱荣应用的相关技术能够高效地将太阳能转化为热能,使其在火星上的夜间能够保持理想的温度水平。

朱荣登陆地区良好的气候和气象环境为其生存和探索提供了较好的条件。据中国首次火星探测任务地面应用系统总设计师刘建军介绍,目前火星处于春夏交替季节,气温和风速相对适中,为火星车巡视探测提供了适宜的环境。

根据检测数据,朱荣号中午前后工作时,温度在-20到-10左右,风力在每秒2到8米左右。这是探索火星的恰当时机。

收获满满

六个负载形成10GB数据

“朱荣”号在火星软着陆90多天后,按照“七天一循环、一天一计划、天天探索”的高效工作模式,开展了密集的巡视探测活动。

据刘建军介绍,部署在“朱荣”号火星上的6个科学有效载荷都已经展示了自己的才华。其中,利用火星气象测量仪监测火星表面温度、压力、风场、声音的时空变化;火星表面探测雷达用于探测火星土壤的地下分层和厚度。火星探测器在运动过程中,不断探测地下物质的大小和分布特征,在垂直和水平方向上制约地下分层结构,从而制约地下水冰和挥发物的分布。

此外,还有火星表面成分探测器、多光谱相机、导航地形相机、火星表面磁场探测器等。也在朱荣停下来进行就地检测时展现了自己的才华。

截至目前,上述6个科学有效载荷已获得10GB原始数据。

据了解,科学有效载荷获得的数据已完成相关处理和质量验证工作,并形成标准数据产品。近日,中国月球与深空探测网为国内科研团队开放数据应用,科学数据将按月分批发布。

刘建军表示,希望通过将这些有效数据提供给相关领域的科学家,能够对朱荣勘探区的地质情况有一个深入的了解,特别是进一步搞清楚乌托邦平原是否是一片古老的海洋。

接力飞行

帮助地面消防数据通信

乌托邦的平原是空虚和孤独的,但“朱荣”并不孤独。它有两个“小伙伴”协同工作,一个是支撑它安全到达火星表面的着陆器,另一个是与它分离后绕火星飞行的环绕装置。后者与“朱荣”分离后上升到中继轨道,成为通信者,从而建立起“朱荣”与地球之间的中继通信通道。

正是有了环绕器架设的信息中继“金桥”,亿万公里外的“朱荣”才能及时将探测到的数据发送到地球。据孙泽洲介绍,“朱荣”号登陆火星并展开探测以来,环绕一直默默承担着数据中继的角色,表现出色。

对于包装器来说,要发挥中继通信的作用,必须解决两大问题。

一是中继轨道的维护。包装器必须始终停留在中继轨道上,这样通信链路才能保持畅通和高效。因此,在其运行期间,它进行了几个轨道维度

持,确保稳定运行在中继通信轨道。

二是解决能源供应问题。据中国航天科技集团八院环绕器副总设计师朱庆华介绍,环绕器携带了2个太阳电池阵,同时通过优化调整器上的设备工作模式,成功应对光照不足带来的能源问题,保障持续能源供应。

环绕器站得高,看得远,通过载荷对“祝融号”着陆区进行详查并获取了高分辨率地形数据,以此帮助科学家更好地分析地质背景情况,制定“祝融号”不同阶段的科学探测规划。

寻找水冰

拓展任务志存高远

完成既定巡视探测任务超期服役的“祝融号”雄心不减,它将在接下来的拓展任务阶段争取有更大作为。根据目前的良好状态,“祝融号”将继续保持高效探测模式。据孙泽洲透露,下一步“祝融号”将向着陆点以南、海拔高度不断抬升的古海陆交界方向行驶,以沿途的石块、沙丘、撞击坑、沟槽、疑似泥火山等为目标,开展巡视探测。

在探测风格上,“祝融号”将作出必要调整。孙泽洲坦言,“祝融号”初来乍到,在前90个火星日,其巡视探测移动特别谨慎。随着经验的积累和对环境的熟悉和适应,“祝融号”在实施后续任务时可能会更大胆一些,甚至做一些极限测试,为将来在其他地外天体开展自主巡视探测积累更丰富的经验和技术储备。

9月中旬至10月下旬,“祝融号”和环绕器将迎来“日凌现象”的考验,在此期间,火星、地球将运行至太阳的两侧,三者近乎处于一条直线。受夹在中间的太阳的电磁辐射干扰,环绕器与地球的通信将中断约50天。为应对“日凌现象”,环绕器和“祝融号”将转入安全模式,暂停探测工作。

据中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥介绍,日凌结束后,环绕器将择机进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测,获取火星形貌与地质结构、表面物质成分与土壤类型分布、大气电离层、火星空间环境等科学数据,同时兼顾“祝融号”拓展任务阶段的中继通信。

张荣桥说:“从11月上旬日凌现象结束之后,火星探测方案要作出调整。具体来说,环绕器的使命将转到以开展火星全球环绕探测为主,同时兼顾‘祝融号’火星车的巡视探测踪迹。”张荣桥强调,上述调整是综合考虑一次发射实现火星‘绕、着、巡’整体任务而作出的。成功完成既定探测任务为拓展任务的实施奠定了良好的基础,科研团队将继续精益求精,力争为科学研究获得更多有效的探测数据。

刘建军透露,环绕器将携手“祝融号”在着陆区以外地区寻找水冰的存在。他说,对于一些重点探测区域,科研团队已有相关计划。此外,科研团队在邀请全国乃至国际上从事火星研究的科学家,请他们对后续遥感探测提出探测对象,比如可能存在水冰的区域,将有针对性开展重点探测。


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