根据国家航天局探月与航天工程的消息,我国的祝融号火星车准备越冬,可能会有一段时间失联。祝融号是我国第一辆火星车,截止到5月5日已经在火星上工作347个火星日,累计行驶的距离达到1921米。 目前火星上北半球马上就要迎来漫长的冬季,这也意味着祝融号火星车将要面临极寒天气,它该如何应对? 火星上也有四季交替 火星是太阳系八大行星之一,在公转轨道上排在地球之外,也是太阳系四颗岩质行星中距离太阳最远的,和太阳的平均距离1.5个天文单位,大约是2.3亿公里。火星是一个沙漠行星,其表面的环境跟地球上的沙漠戈壁比较类似,但是平均气温却很低。下边的火星照片就是祝融号在今年4月10日拍摄的,表面看起来一片荒芜。 火星有自转和公转,同时也存在黄赤交角,因此火星上自然有昼夜交替和四季轮回,火星自转周期不到25个小时,因此火星日只比地球日多40分钟左右,但是其公转周期较长,火星绕太阳一周大约需要687天,这也就说明火星年有697个地球日,差不多相当于1.9个地球年。 一年分四季春夏秋冬,那么火星上也是同样的道理,只不过火星上的春夏秋冬相对于地球上要更长,差不多都有6个月左右。而现在太阳直射点过火星赤道向南回归线移动,火星北半球即将进入漫长的冬季。 太阳直射点在火星的南北回归线之间往复移动,在太阳直射点附近平均温度是最高的,因此火星上的南北两极个地球上类似,也是冰冻的世界,只不过并是干冰替代水冰而已。而下边的图片是2017年6月21日NASA的火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter)拍摄的火星表面"大波浪"。 那是火星北半球从冬季向春季转变的过程,黄色的是沙、黑色的是气而白色的是雪,随着气温的升高最终都将转变成黄色的沙。 首次越冬!祝融号火星车如何应对? 中国探火,"天问一号"作为先锋,2020年7月23日迎来两年一度的火星探测窗口期,包括中国在内一共有三个国家的探测器奔火,经过10个月的飞行赶路以及绕火飞行在2021年5月15日"天问一号"着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。 中国的首次探火将一次性完成三项任务"绕、落、巡",下图便是"天问一号"环绕器高分辨率相机拍摄的火星美景,其分辨率大约是0.8米/像素,展现了特里奥莱环形坑周围坑壁的"季节性斜坡纹",宣告着火星北半球的冬季马上就要来临了。 从"祝融号"火星车着陆地球表面,到今天已经是347个火星日,差不多相当于一个地球年,但是在火星上刚刚过了半个火星年,也就是两个季节左右。 这也就意味着"祝融号"将首次在火星上越冬,那么它该如何应对?"祝融号"火星车测量当地的正午最高温度大约是20 ,而夜间温度已经低至-100 以下,火星车将面对低温的洗礼。 火星车在火星表面巡视主要能量来源是其太阳翼的发电,那么关键因素就是太阳的光照效率,大体上可以分为两个方面:一光照时间长短、二光照高度角大小。 火星北半球冬季的到来,意味着"祝融号"火星车受到太阳光照的时间在减少,同时太阳光照高度角也在变小,这些都会影响发电效率,换言之从太阳那里获得的能量会减少。 不仅如此,还有一个非常关键的因素,火星北半球正在经历沙尘天气,沙尘会覆盖到火星车的表面,尤其是面积较大的太阳翼,这也会极大的影响火星车的发电能力。下边的图一就是2021年5月19日刚着陆不到一个星期后祝融号火星车的情况,而图二是今年的1月末祝融号火星车的情况,沙尘已经很厚。 NASA的"机遇号"火星车就是因为遭遇了沙尘暴,太阳电池阵被沙尘覆盖导致无法正常工作,最终失去和地面的联系,算是被迫退役了。 "祝融号"火星车度过沙尘暴和寒冬的方式很简单,那就是找准时机"睡眠和苏醒",当然在这些极端情况未彻底到来之前,火星车可以通过调整太阳翼角度、减少每天的巡视行走时间,尽量更多的发电以及更少的消耗能量。 但真正的寒冬到来,祝融号火星车会自主进入"休眠"模式,而当温度提升,火星车也会自主进行"唤醒",祝融号火星车的状态完全是根据真实情况自主控制的,主要的参考因素就是太阳能电池发电能力以及目前储存电量的多少。 火星是目前为止人类探测最为详尽的天体之一,火星对于人类来说意义也不同,在尚未近距离探测火星之前,人类一直认为火星上可能和地球一样拥有生命,但后来发现那是一颗沙漠星球,不仅没有液态水,大气层也极其稀薄,仅为地球上的百分之一左右,并为主要是二氧化碳,同时整体温度还偏低。 但火星未来依然最有可能成为人类的第二个家园! 文/科学黑洞,图片来源网络侵删。