江苏科技报记者 夏文燕
不久前“玉兔”号月球车陷入沉睡让粉丝不舍,不过,被大家称为“玉兔男朋友”的火星车宣布即将出征!这次,它要去的是更加遥远的火星。
8月23日,“中国火星探测工程名称和图形标识全球征集活动”启动,中国第一个火星探测器和火星车外观设计构型首次对外公布,中国火星探测工程名称和图形标识面向全球征名。
有颜值还有内涵 帅气轻盈更强壮
火星车的外观构型刚一公开,就引来粉丝的一阵惊呼,帅气炫酷的外形看起来就像一个高配版的“变形金刚”,有人称它为航天界颜值担当。
第一眼看上去,火星车最惹眼的是它的四个“大翅膀”——太阳能电池板,眼尖的朋友很容易就会发现,火星车比“玉兔”号多设计了两个“翅膀”。
据中国首次火星探测任务工程火星探测器总设计师孙泽洲介绍,和玉兔号月球车一样,火星车的能源获得依靠太阳能,火星光照强度小,火星大气对阳光有削减作用,火星车能源供给比月球车更困难。“正因如此,要获得同等的电能,一方面需要增加太阳能面板的面积,另一方面也要求提高太阳能面板的转换效率。”东南大学仪器科学与工程学院院长、江苏省远程测控技术重点实验室主任宋爱国教授告诉记者。
火星车的设计寿命为3个火星月,设计重量约200多千克,为适应火星的特殊环境,此次火星车将选取复合记忆纤维、铝基碳化硅等多种材料并采用独特的蜂窝夹层结构制造。 宋爱国向记者解释:“在火星上工作,能轻一公斤就轻一公斤,但是,在要求质量更轻的同时,还要求有很大的强度,所以设计人员选择了这些复合特种材料。”蜂窝夹层是一种既能减轻重量,又能增加强度的巧妙设计。
宋爱国透露,他所在的团队为火星车取样设计了机械臂,“上次‘玉兔’号没有进行取样工作,只带了相机等设备在月球上观测,这次火星车要完成取样任务,机械臂的设计很关键,比如如何适应火星上比较坚硬的砂石等,很有挑战。”
不止是兜一圈 一次完成三目标
不仅颜值高,火星探测仪器还是“工作狂”。中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥说,火星距离地球最远达4亿公里,2020年中国首次火星探测将一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标。
这三项目标是其他国家第一次实施火星探测时从未有过的,所以,任务面临的挑战也是前所未有。南京航空航天大学航空宇航学院院长助理、飞行器系副主任郑祥明副教授对记者说:“一次性三部曲,的确很有魄力和实力。这主要是我国在前期的科学研究基础打得好,载人航天工程、嫦娥工程等等,给火星计划积累了技术和经验,嫦娥工程当时的计划就是分为三部曲,绕月、落月、返回,现在已经完成落月了。”
4亿公里的距离,对于现代科技来说,虽然不至于是不可逾越的“鸿沟”,但是带来的挑战也不小。其中,最重要的挑战之一就是如何进行远距离测控通信。宋爱国向记者解释:“远距离传输会有延时,包括物理延时和通讯延时,其中物理延时影响最大。‘玉兔’号的延时大约为3秒钟,但火星车的延时可能会达到5-6分钟。”这意味着什么?宋爱国举了一个例子,如果火星车探测到前面有一条深沟,它发出这条警报后,地面要5-6分钟后才能收到,说不定那时车已经行驶到沟中了。
怎么解决延时难题?宋爱国说,通过两个方面的措施可以解决这个问题。一个方面是提前模拟火星表面环境,通过火星车传回的定位、图像等信息,在线建立形成火星虚拟环境,提前预知,提前解决,从而对火星车进行有效控制。另一方面,就是进一步提高火星车的自主能力,让火星车具有一定的地控能力,比如遇到不平的路和复杂的地里环境,可以控制自己顺利通过,加强应变和自我调节能力。
还是一张“白纸” 期待美丽的名字
别以为火星探测都是科学家们的事,这次的探测我们每个人都接到一项任务,就是要为此次中国火星探测工程起名字。
其实,国防科工局向社会征集航天工程名称并不是首次,此前“嫦娥三号”月球车命名为“玉兔”、中国空间站取名为“天宫”、以及“嫦娥四号”探月工程都来自社会各界人士的提议。
3年前,经过1个月的作品提交和网友投票,“玉兔”从“探索号”“ 揽月号”“ 钱学森号”“追梦号”等10个名称中脱颖而出。“玉兔”这个名字传承了中华民族的神话传说,又因玉兔善良、纯洁、敏捷的形象获得粉丝广泛喜爱,还反映了我国和平利用太空空间的立场。而向社会征名的过程,激发了公众参与科学的热情,掀起了一阵太空热,毫不逊色于各类大型科普活动。
“我觉得全社会取名这个环节设计得很好,一方面宣传了我们的火星探测工程,让更多公众知道这项科学探索工作,另一方面,它的科普意义巨大,提高了公众参与科研的意识和激情,有利于营造更好的科学氛围。”宋爱国说。