“祝融号”开启火星巡视探测之旅,该怎样破解“休眠唤醒”难题?
天问一号着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原一周后,“祝融号”火星车传来好消息。
国家航天局发布消息称,根据遥测数据判断,5月22日10时40分,“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台,到达火星表面,开始巡视探测。
天问一号任务的科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。自2020年7月23日发射以来,探测器在地火转移飞行、环火轨道运行期间,环绕器配置的中分辨率相机、高分辨率相机、矿物光谱分析仪、磁强计等7台科学载荷陆续开机探测,获取科学数据。火面工作期间,火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测,通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷,对巡视区开展详细探测。同时,由上海航天技术研究院抓总研制的环绕器将运行在中继轨道,为火星车巡视探测提供稳定的中继通信,兼顾开展环绕探测。
值得关注的是,在火星巡视探测期间,“祝融号”就像在月球的“玉兔号”月球车一样,也要面临休眠唤醒任务,这样才能保证其使用寿命。不过,月球车的休眠唤醒,主要解决月球车如何在低温环境下度过漫长而寒冷的月夜的问题。而火星车主要针对火星沙尘暴及火星冬季环境。
可以说,火星的休眠唤醒任务更加复杂、难度更高。这项艰巨的任务,同样由月球车电源产品的研制单位上海航天811所承担。
不同于月球,火星上有大气,当大气运动引起的巨大沙尘暴让火星车受到沙尘的遮盖时,接收到的太阳光能量急剧下降,这时就必须为火星车设计一个“休眠”模式,耐心等待沙尘暴过去。其次,火星上有明显的四季变化,当进入火星深秋后,光照强度会持续减弱,而火星太阳辐照强度仅为月球表面的20%,这时,火星车需要进入长期的“冬眠”,直至第二年的春季到来。
同时,考虑到火星气候的复杂性,火昼时,锂离子蓄电池可能会面临联合供电进而导致充电量不足的情况。为此,811所科研人员为火夜制定了一份休眠唤醒“备份”计划:在火昼转火夜前,对锂离子蓄电池的剩余电量进行判读,当蓄电池的剩余电量不足以支撑火星车度过火夜时,火星车转入休眠状态。
811所电源控制器设计师陈达兴介绍,“与月球车不同的是,火星车锂离子蓄电池不具备保温设备,若没有从-90℃的最低温度恢复到-15℃的工作温度,即使唤醒了,也无法正常开展工作。休眠的时候整器会断电,至于什么时候再唤醒,我们需要先参考锂离子蓄电池的温度。”研制人员给锂离子蓄电池增加了温度继电器,用来判断锂离子蓄电池的温度。当太阳电池重新开始工作后,优先给锂离子蓄电池加热,待加到-15℃左右,温度继电器自动闭合,火星车真正唤醒。 (编辑:52站长网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |
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