祝融号能否苏醒在此一举:温度即将达标,NASA毅力号更新重要数据

祝融号火星车转入休眠模式至今已有9个月时间,原计划去年12月前后自主唤醒,为什么至今没有消息?
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出于研制时间与成本约束,祝融号作为我国第一辆火星车并没有采用核电方案,也没有配置类似玉兔二号月球车使用的核热源,因此需要在太阳高度角与环境温度双双降低后进入休眠状态,并且是自主休眠,此种功能有利于应对火星沙尘极端气象。与自主休眠对应的自主唤醒功能。
自主唤醒需要同时满足温度与发电两个指标,具体而言就是蓄电池温度达到-15℃以上,发电指标大于140瓦。
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当设备温度满足指标要求,车载温度继电器闭合,唤醒电路产生的压差作用在唤醒继电器线包两端,当太阳电池发电功率达到指标要求后,PCU得电,火星车唤醒。
进入休眠模式后祝融号全系统断电,地面人员难以测量当地温度。NASA毅力号火星车与祝融号火星车同处火星北半球,虽然祝融号与毅力号之间的距离有将近1800公里,但是祝融号所在纬度与毅力号所在纬度相距却仅有约390公里,因此毅力号测得的环境温度对祝融号也有一定的参考价值。
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毅力号作为核电火星车可以全年工作,无须冬季休眠。根据NASA公布的毅力号所在地测量的温度可知,数天前火星最高气温已经达到-17.2℃,当然也有反复,这说明祝融号自主唤醒的时机即将到来。
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然而,毕竟祝融号比毅力号所在纬度偏北了几百公里,环境温度与太阳高度角都还有待继续提高。
据公开报道,祝融号在进入休眠模式前测得的环境最高温度是-20℃,也就是说可以在-15摄氏度以下温区工作,同时要考虑到环境温度不能与设备温度划等号,即便是祝融号休眠期间全系统断电,其太阳能电池还是处于发电状态,并通过负载电路为车舱内加热。
除了太阳能发电加热,祝融号还有基于正十一烷相变材料制造的集热器,也可以收集太阳热能为车舱内加热,结合环境温度与车内温度因素,也说明祝融号自主唤醒的时机即将到来。
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还有一种可能的情况,就是祝融号已经自主唤醒,但由于蓄电池的电力储备不足以满足连续作业需求,此时火星车会再次自主进入休眠模式,直至满足需求后再次自主唤醒。
之所以要设计复杂的自主休眠与自主唤醒功能,是为了火星车安全稳定运行考虑,如果单纯依靠地面控制休眠与唤醒,就难以在第一时间做出正确决策,因为地火之间的双向通信时延很大。
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有人会责问,为什么我们对火星气温数据掌握的如此薄弱,这就是巧妇难为无米之炊了,且不说祝融号是我们的第一辆火星车,即便是地球,人类也无法做到中长周期的准确气象预报,何况是数亿公里外的火星。