完成既定探測(cè)任務(wù)，獲取約10GB原始科學(xué)數(shù)據(jù)

　　“祝融號(hào)”的火星100天(科技自立自強(qiáng)·逐夢(mèng)深空)

　　本報(bào)記者 馮 華

　　《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2021年08月31日 第 13 版)

　　核心閱讀

　　截至8月30日，“祝融號(hào)”火星車(chē)已在火星表面行駛達(dá)100天。100天里，“祝融號(hào)”在著陸點(diǎn)以南方向累計(jì)行駛1064米，搭載6臺(tái)科學(xué)載荷，共獲取約10GB原始科學(xué)數(shù)據(jù)。目前，火星車(chē)狀態(tài)良好、能源充足，將繼續(xù)向著陸點(diǎn)以南古海陸交界方向行駛，以獲取更豐富的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。

　　“祝融號(hào)”火星車(chē)在火星表面行駛已達(dá)100天！

　　8月30日，國(guó)家航天局發(fā)布消息，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)于5月15日成功實(shí)現(xiàn)火星著陸，5月22日“祝融號(hào)”火星車(chē)安全駛離著陸平臺(tái)，到達(dá)火星表面開(kāi)始巡視探測(cè)，截至8月30日已在火星表面執(zhí)行科學(xué)探測(cè)任務(wù)100天。

　　火星車(chē)當(dāng)前狀態(tài)怎么樣？100天里，“祝融號(hào)”都做了哪些工作？后續(xù)在火星上還將面臨哪些挑戰(zhàn)，繼續(xù)開(kāi)展哪些巡視探測(cè)任務(wù)？

　　累計(jì)行駛1064米，目前狀態(tài)良好、能源充足

　　“祝融號(hào)”火星車(chē)的設(shè)計(jì)壽命是90個(gè)火星日(92個(gè)地球日)。專家介紹，巡視探測(cè)期間，“祝融號(hào)”火星車(chē)按照“七日一周期，一日一規(guī)劃，每日有探測(cè)”的高效探測(cè)模式運(yùn)行。

　　我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋表示，目前，“祝融號(hào)”火星車(chē)已圓滿完成90個(gè)火星日的既定探測(cè)任務(wù)，已進(jìn)入拓展任務(wù)階段。“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)的飛行控制工作也從集中飛控轉(zhuǎn)入長(zhǎng)期運(yùn)行階段。“截至8月30日，火星車(chē)在著陸點(diǎn)以南方向累計(jì)行駛1064米。目前，火星車(chē)狀態(tài)良好、能源充足。”張榮橋說(shuō)。

　　我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)探測(cè)器系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫澤洲說(shuō)，自“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器著陸火星以來(lái)，“祝融號(hào)”火星車(chē)逐步建立工作狀態(tài)，完成狀態(tài)檢查和環(huán)境確認(rèn)后，于5月22日成功駛上火星表面開(kāi)始巡視探測(cè)。當(dāng)前，“祝融號(hào)”火星車(chē)處于巡視區(qū)當(dāng)?shù)氐南募荆瑲庀蟓h(huán)境較好，火星車(chē)搭載的載荷全部開(kāi)機(jī)探測(cè)。

　　對(duì)于火星車(chē)的表現(xiàn)，孫澤洲評(píng)價(jià)為非常優(yōu)秀。“這次火星車(chē)在熱控方面也有一些新的技術(shù)應(yīng)用，比如我們用太陽(yáng)集熱器把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能，使火星車(chē)在火星表面，尤其在火夜的時(shí)候，能夠處于一個(gè)相對(duì)比較理想的溫度水平。從目前在軌運(yùn)行的情況來(lái)看，跟我們的預(yù)期非常相符。”孫澤洲說(shuō)。

　　“在火星車(chē)進(jìn)行巡視探測(cè)的過(guò)程中，環(huán)繞器也承擔(dān)了很重要的角色，發(fā)揮了出色的作用。”孫澤洲說(shuō)，環(huán)繞器完成多次軌道維持，穩(wěn)定運(yùn)行在中繼通信軌道，為火星車(chē)進(jìn)行中繼通信，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化調(diào)整器上設(shè)備工作模式，成功應(yīng)對(duì)火星陰影遮擋帶來(lái)的能源問(wèn)題。“環(huán)繞器這段時(shí)間主要是以數(shù)據(jù)中繼為主，為火星車(chē)提供了一個(gè)最好的中繼服務(wù)。每天除了要進(jìn)行中繼軌道的維持，還要給火星車(chē)進(jìn)行數(shù)據(jù)的中繼。在這個(gè)過(guò)程中，環(huán)繞器的各項(xiàng)狀態(tài)、各項(xiàng)產(chǎn)品系統(tǒng)的性能狀態(tài)都非常穩(wěn)定。”孫澤洲說(shuō)。

　　據(jù)了解，截至8月30日，環(huán)繞器在軌運(yùn)行403天，距地球約3.92億千米。目前，環(huán)繞器、火星車(chē)各設(shè)備功能性能良好，能源平衡，各系統(tǒng)工作正常。針對(duì)兩器在軌運(yùn)行后續(xù)階段可能出現(xiàn)的新模式、新?tīng)顟B(tài)，研制隊(duì)伍對(duì)飛行方案預(yù)案進(jìn)行了復(fù)核、完善，并開(kāi)展必要的地面驗(yàn)證和模擬演練，確保兩器在軌飛行穩(wěn)定可靠。

　　搭載6臺(tái)科學(xué)載荷，為研究火星提供數(shù)據(jù)支持

　　我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)探測(cè)器地面應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師劉建軍介紹，今年2月“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器進(jìn)入火星軌道后，環(huán)繞器在停泊軌道對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行了詳查并獲取了高分辨率地形數(shù)據(jù)，一方面為著陸點(diǎn)選取和火星著陸工作提供支持，另一方面通過(guò)分析地質(zhì)背景情況，制定了“祝融號(hào)”火星車(chē)長(zhǎng)期、中期和短期3個(gè)不同階段的科學(xué)探測(cè)規(guī)劃。

　　“祝融號(hào)”火星車(chē)上共搭載了導(dǎo)航地形相機(jī)、多光譜相機(jī)、表面成分探測(cè)儀、表面磁場(chǎng)探測(cè)儀、次表層探測(cè)雷達(dá)、氣象測(cè)量?jī)x6臺(tái)科學(xué)載荷。在火星巡視探測(cè)期間，這6臺(tái)科學(xué)載荷全部開(kāi)機(jī)。

　　“我們大概每天都會(huì)有行駛的過(guò)程，主要有兩個(gè)科學(xué)儀器在工作，一個(gè)是次表層探測(cè)雷達(dá)，還有一個(gè)是氣象測(cè)量?jī)x，在行駛過(guò)程中可以邊走邊看。另外還有4個(gè)科學(xué)儀器在火星車(chē)停止下來(lái)進(jìn)行就位探測(cè)的時(shí)候開(kāi)啟探測(cè)。到目前為止，6臺(tái)科學(xué)儀器一共獲取了約10GB的原始數(shù)據(jù)。”劉建軍說(shuō)。

　　據(jù)介紹，這些科學(xué)載荷的分工大致如下：導(dǎo)航地形相機(jī)獲取沿途地形地貌數(shù)據(jù)，支持火星車(chē)路徑規(guī)劃和探測(cè)目標(biāo)選擇，并用于開(kāi)展形貌特征與地質(zhì)構(gòu)造研究；次表層探測(cè)雷達(dá)獲取地表以下分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，用于淺表層結(jié)構(gòu)分析，探尋可能存在的地下水冰；氣象測(cè)量?jī)x獲取氣溫、氣壓、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)，用于開(kāi)展大氣物理特征的研究；表面磁場(chǎng)探測(cè)儀獲取局部磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，與環(huán)繞器磁強(qiáng)計(jì)配合，探索火星磁場(chǎng)演變過(guò)程；表面成分探測(cè)儀、多光譜相機(jī)獲取特定巖石、土壤等典型目標(biāo)的光譜數(shù)據(jù)，用于元素和礦物組成等分析研究。

　　“從科學(xué)數(shù)據(jù)方面，這6臺(tái)科學(xué)載荷獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)完成相關(guān)處理和質(zhì)量驗(yàn)證工作，并形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，中國(guó)月球與深空探測(cè)網(wǎng)日前已面向國(guó)內(nèi)科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)放數(shù)據(jù)申請(qǐng)，后續(xù)將以月為周期組批發(fā)布科學(xué)數(shù)據(jù)。”劉建軍說(shuō)。

　　劉建軍介紹，火星車(chē)的行駛路線是向著陸點(diǎn)以南、海拔高度不斷抬升的古陸地方向行駛，以沿途的石塊、沙丘、撞擊坑、溝槽、疑似泥火山等為探測(cè)目標(biāo)。“這些都是科學(xué)家很感興趣的探測(cè)目標(biāo)，可以為火星的地形地貌提供新的數(shù)據(jù)支撐。比如火星車(chē)拍攝到的亮色的月牙狀沙丘，與以往國(guó)外探測(cè)到的暗色沙丘不同，對(duì)它的研究有助于我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)火星的環(huán)境、氣候以及演化過(guò)程。再比如氣象測(cè)量?jī)x獲取到了火星表面氣壓、風(fēng)速等最新數(shù)據(jù)，都更新了我們對(duì)探測(cè)區(qū)域的認(rèn)知。比如氣壓，我們以前通常認(rèn)為火星上的氣壓大概是我們地球上的1%，那么現(xiàn)在測(cè)下來(lái)大概是1/120。”劉建軍表示，大量數(shù)據(jù)的積累，將為今后科學(xué)家更加深入了解火星、研究火星提供數(shù)據(jù)支持。

　　將繼續(xù)向著陸點(diǎn)以南行駛，有望開(kāi)啟高難度探測(cè)

　　完成既定探測(cè)任務(wù)后，“祝融號(hào)”火星車(chē)還將進(jìn)行哪些科學(xué)探測(cè)？

　　孫澤洲告訴記者，火星車(chē)已進(jìn)入拓展任務(wù)階段。“根據(jù)當(dāng)前的火星車(chē)工作狀態(tài)，我們將繼續(xù)保持高效探測(cè)模式，繼續(xù)向著陸點(diǎn)以南古海陸交界方向行駛，獲取感興趣目標(biāo)的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)；環(huán)繞器將擇機(jī)進(jìn)入遙感使命軌道，開(kāi)展火星全球遙感科學(xué)探測(cè)，兼顧火星車(chē)拓展任務(wù)階段的中繼通信。”

　　再過(guò)不久，“祝融號(hào)”火星車(chē)還將迎來(lái)日凌現(xiàn)象。專家解釋，9月中旬至10月下旬，火星、地球?qū)⑦\(yùn)行至太陽(yáng)的兩側(cè)，且三者近乎處于一條直線，也就是出現(xiàn)日凌現(xiàn)象。由于受太陽(yáng)電磁輻射干擾的影響，器地通信將中斷約50天，環(huán)繞器和火星車(chē)將轉(zhuǎn)入安全模式，停止探測(cè)工作。

　　“日凌現(xiàn)象出現(xiàn)之后，我們整個(gè)探測(cè)方案要作調(diào)整，要轉(zhuǎn)到環(huán)繞器以實(shí)現(xiàn)全球環(huán)繞為主，同時(shí)兼顧火星車(chē)的巡視探測(cè)蹤跡。這是我們一次實(shí)現(xiàn)‘繞、著、巡’整體任務(wù)的一個(gè)綜合考慮。后續(xù)工程系統(tǒng)還會(huì)精益求精，力爭(zhēng)為我們的科學(xué)研究獲得更多有效的探測(cè)數(shù)據(jù)。”張榮橋表示。

　　據(jù)了解，日凌結(jié)束后，環(huán)繞器將擇機(jī)進(jìn)入遙感使命軌道，開(kāi)展火星全球遙感探測(cè)，獲取火星形貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)、表面物質(zhì)成分與土壤類型分布、大氣電離層、火星空間環(huán)境等科學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)兼顧火星車(chē)拓展任務(wù)階段的中繼通信。而火星車(chē)將繼續(xù)保持高效探測(cè)模式，并且有望開(kāi)啟“高難度”探測(cè)。“這一次的90個(gè)火星日我們走得相對(duì)比較保守。隨著后續(xù)任務(wù)的推進(jìn)，可能還可以做一些更極限的測(cè)試，為后續(xù)我們?cè)谄渌�地外天體的自主巡視探測(cè)任務(wù)積累更豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備。”孫澤洲表示。