2021年5月15日,在经历了296天的太空之旅后,天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体,成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部,实现了中国航天史无前例的突破:天问一号,成为中国首颗人造火星卫星。祝融号,成为中国首个火星巡视器(火星车)!中国成为继苏联、美国后第三个真正“踏上”(成功着陆)火星的国家,也是首次火星探测即实现着陆的国家。
在中国神话体系中,祝融是为华夏民族传下火种的创世祖神之一,教会了古人学会用火。中华文化源远流长,这个充满文化色彩的称号,在全网投票中脱颖而出,成为中国首个火星车的大名。天问,问天!祝融,探火!中国航天在用极致的浪漫组合将神话变成现实。
火星是地球的近邻,与地球同为岩质行星,元素组成和基本结构与地球相似,它的成长与演化历史也揭示着地球的过去和未来。火星上拥有空气、水源和有机物存在的痕迹,个头虽小表面积却与地球的总陆地面积接近,各方面条件都远优于另一个近邻金星。
在具体探测技术方面,人类先后有过四大方案:“惊鸿一瞥”的飞掠,仅在探测早期技术不成熟无法入轨环绕火星、或兼职探测火星时使用;“登高望远”的环绕,通过稳定环绕全方面探测火星总体情况,但无法看清细节;“明察秋毫”的着陆,抵达火星表面近距离接触,但仅能定点探测;“自主移动”的巡视,能在火星表面探测更大的范围。
我国首次火星探测时,天问一号仅在一次任务中就同时实现“环绕”、“着陆”和“巡视”三大目标,实现对火星从天到地的立体观测。其中,自由移动的祝融号着陆火星后,能将火星表面各种细节直观地全方位展现出来,这一成果的意义是不可取代的。总体上,近些年来人类探测火星的任务中,天问一号可以说是“复杂度之最”,这体现了中国航天事业快速发展带来的巨大信心。
祝融号是天问一号全程呵护的“掌上明珠”。在飞行、环绕和着陆期间,环绕器和着陆器全程为它保驾护航,提供重要的通信、能量和动力服务。但是抵达火星表面后,着陆器将放出导轨,祝融号必须开机,在经历数天能量积累后,最终走出“温室”、依靠自身能力独立生存。
祝融号依靠太阳能进行工作。由于火星距离太阳更远,这里的太阳能密度仅为地球附近的4成左右,对太阳能帆板收集能量的要求极高。
它使用了4片巨大的由三结砷化镓构成的“蝴蝶型”太阳能电池阵列,确保足够能量供应。同时,火星上动辄有大规模的沙尘暴,会对太阳能收集效率产生巨大影响,甚至直接影响火星车工作寿命。通过防尘涂层技术,祝融号表面的抗沙尘能力大幅提高。但对于旷日持久的全球沙尘暴,则只能是“我打不起,但躲得起”,进入休眠状态,先躲过“风头”再说。
探测火星从来都不是一件容易的事情,几千年来,中国文化一直用“荧惑”来描述对它的未知,西方文化也把它想象成了象征着灾祸的战神(Mars/马尔斯)。人类进入航天时代后,对火星的探测掀起一波又一波浪潮,但也面临着极为残酷的挑战。20世纪60年代,开局就是6次惨烈的失败,直到今天总成功率也仅为一半左右,无论成功与否,每一个任务都造价不菲。
天问一号探测火星,祝融号着陆火星,不仅是中国航天工程任务难度的新突破,更是我国在行星科学领域的史无前例突破。天问一号的五大科学目标将为我国深空探测领域打下重要的基础,同时,也给世界带来了对火星研究的丰富补充。宇宙是个联系的整体,通过洞察这颗行星的奥秘,我们也能一探地球的过去和未来,迈向更远的星辰大海。