不如美国?祝融号火星车在冬眠,为何美国毅力号还在工作

美国火星车在火星上发现人造垃圾!在着陆的第499个火星日,美国宇航局的毅力号火星车疑似发现了自己着陆时留下的垃圾。

不如美国?祝融号火星车在冬眠,为何美国毅力号还在工作

昨天在介绍这条新闻的时候,很多朋友问我:为什么听不到我国祝融号火星车的消息了?

答案很简单,目前祝融号火星车所在的火星北半球,已经进入到了冬季。尤其是在21日的时候,它在火星过了一次“冬至”,也就是太阳直射点到达火星的“南回归线”。

火星上的环境本来就比地球恶劣,尤其是到了冬季,气候更加可怕。尤其大气层稀薄,无法保存太多热量,再加上离太阳比较远,火星表面的温度一直很低。火星全年的平均温度只有-55℃,冬天的时候,最低温度甚至会降到-140℃!

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不仅是温度的问题,随着冬季的到来,北半球每天的光照也越来越少,这对祝融号的能量来源是一个巨大的限制。所以,综合各方面因素,冬眠对于祝融号火星车来说是一个必须的选择。当它的能源降低到一定范围时,就会自主进入休眠模式,等到天气转暖再复苏过来。

我们知道,火星的自转轴倾角是25.19°,和地球的23.44°基本一致,所以火星上的季节变化规律和地球也是差不多的。只不过火星的公转周期是687个地球日,接近地球上2年的时间,所以火星上的每一个季节都比地球长一倍左右,也就是持续将近半年的时间。

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不过,这只是理论上的数据。我们知道,行星的公转轨道是椭圆形的,并且在近日点附近运行速度要比远日点快。祝融号火星车所处的火星北半球进入冬季时,火星恰好是处于近日点附近的,运行速度比较快。所以北半球的冬季一般只持续4个月左右,要比火星南半球短一些,这也意味着祝融号可以少“冬眠”一段时间。

少,也不等于没有,随着火星温度的降低,太阳直射点不断南移,祝融号火星车还是不得不进入休眠期。大约到了10月份的时候,它才能够重新开始工作。

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但是我们也注意到,在我国的祝融号火星车冬眠的同时,美国宇航局的毅力号火星车却还是热火朝天地工作着,还在前几天发现了火星上的人造垃圾。为什么毅力号不需要冬眠呢?是祝融号的技术不如毅力号吗?

答案是肯定的,毅力号火星车确实有自己的办法度过寒冬。主要原因在于,美国用的电池和我们不一样,我们用的是太阳能电池板,而毅力号已经用上核动力电池了。

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我们刚才说了,祝融号正是因为无法接收到足够多的阳光,所以才不得不在火星冬天休眠的。而毅力号火星车的放射性同位素热电发电机(MMRTG)携带了4.8公斤的钚-238氧化物作为燃料,只需要正常衰变就能够提供大约110瓦的电量,然后定期给火星车的两个锂电池充电即可。

另外,毅力号火星车所处的位置,纬度比祝融号也要稍微低一点。根据美国宇航局的数据,耶泽洛陨石坑的最低温度是-120℉,也就是大约-84.4℃。他们对于这样的环境也进行过测试,毅力号能够适应这个温度,所以能够继续工作。

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这不是说我国没有核动力电池,其实我国也有自主研究核动力电池,并且嫦娥四号也配备了核动力电池。但对于祝融号火星车来说,确实没有必要。以美国的MMRTG为例,其质量大约是45公斤,而祝融号火星车本身才只有240公斤,如果用核动力电池,就不得不放弃许多科学载荷。

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也就是说,祝融号不用核动力电池,和我们的火箭的运载能力也有关。而且,毕竟是第一次火星任务,我们还是要求稳的,先保证祝融号能够顺利运行,以后再考虑核动力电池的问题也不晚。

总之,由于没有核动力电池,祝融号不得不在火星的寒冬中休眠。

这也不是祝融号火星车第一次和地面“失联”了,在去年9月的时候,由于日凌干扰的现象,祝融号就曾经有一个月的时间没有和地球进行联系。

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所谓的日凌干扰,就是火星运行到地球和太阳的另一侧,祝融号的信息无法穿越巨大的太阳传递到地球。相比之下,美国的毅力号大约只用了半个月的时间就重新和地球取得了联系。这也是美国的先天优势,他们在火星有更多轨道器来作为中继卫星传递信号。

总结起来就是:没错,祝融号火星车在很多方面确实还是赶不上毅力号的。这也可以理解,也没有什么丢人的。毕竟这只是我国第一辆火星车,不可能一下子就超越美国,而且和美国最早的火星车以及美国火星探测项目的进展速度相比,祝融号都已经有大幅提升了。

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尽管我国近些年来在航天领域取得了一次又一次的突破,发展速度令全世界震惊,但毕竟我们起步还是比较晚的,很多技术和美国之间还是存在差距的,不可能一下子就超越美国。我们已经知道盲目地“超英赶美”是什么样的结果了,认清现实、脚踏实地才是最好的发展模式。

虽然美国宇航局局长一再提出对我国航天技术超越美国的担忧,但人家也是懂得“未雨绸缪”、提前准备的,而不是等到我国真的和他们并驾齐驱了才想起来担心。如果真到了那个时候,估计他们也就没心思担忧,转而找我们合作了。

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总之,凭借着我国航天人稳扎稳打的科研态度和敢打敢拼的科研精神,相信我国航天事业真的能够在未来追上美国,而且这样的未来或许不会太远。

别的不说,就单纯地说火星项目:美国毅力号火星车目前在火星表面采样,预计在2033年会有另一艘航天器去把这些样品取回来。相比之下,我国有望在2030年之前,就利用天问三号任务直接采样,并在2031年带回地球!

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中国航天人,厉害了!祝中国航天事业一切顺利,期待着我们把火星样本带回地球的那一天!

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