祝融号睡了大半年,啥时候醒?人工无法干预,为何如此设计


祝融号睡了大半年,啥时候醒?人工无法干预,为何如此设计


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火星与地球与有着诸多相似的地方 , 同为太阳系行星 , 都围绕太阳运行 , 火星是处于太阳系宜居带边缘的类地行星 , 地球的黄赤交角(公转轨道面与天球赤道面的交角)是23°26′ , 太阳直射点在南北回归线之间移动 , 因此地球有四季之分 , 火星的黄赤交角约为25° , 所以也有四季之分 , 只不过一个火星年要比一个地球年长约一倍 , 季节的时间跨度则是6个月左右 。
【祝融号睡了大半年,啥时候醒?人工无法干预,为何如此设计】
分离相机拍摄天问一号环绕器与火星合影
祝融号是中国航天在火星表面部署的第一辆火星车 , 也是目前人类部署在火星表面太阳能利用率最高的火星车 , 它不仅有适配火星环境的三结砷化镓太阳能电池翼 , 在此基础上还创新了基于正十一烷吸热与放热原理设计的“集热器” , 进一步提高了太阳能利用率 。 祝融号作为一款高度依赖太阳能的火星车 , 它对火星这颗星球的四季之分十分敏感 。

祝融号
去年5月 , 当时祝融号所在区域正值秋季 , 白天最高气温零下20摄氏度 , 夜间最低气温则是零下100摄氏度 , 而之后到来的冬季气温将更低 , 除了温度持续降低 , 太阳高度角也将更低 , 意味着火星车发电能力也将持续降低 。
同时 , 科学家分析了当时天问一号环绕器拍摄的120米中分辨率着陆区图像 , 并结合火星车反馈电流变化信息 , 判断祝融号所在的火星北半球乌托邦平原遭遇了明显的沙尘暴 , 这对于火星车电能供给也是不利因素 。

天问一号环绕器中分相机拍摄巡视区沙尘暴前后图像
综合多种因素考虑 , 祝融号火星车于去年5月18日转入休眠模式 , 在这一模式下火星车全系统断电 。
自转入休眠模式至今 , 祝融号已经在巡视区沉睡了7个多月 , 有大半年的时间 , 那么它何时能够苏醒呢?

祝融号转入休眠模式前拍摄的图像
祝融号借鉴了玉兔二号月球车的自主休眠与自主唤醒功能 , 但是火星不同于月球 , 月球没有大气 , 月球车发电能力是可以准确掌握的 , 且何时进入月夜与月昼都是可以提前计算的时间 , 因此月球车的自主休眠与自主唤醒的约束条件少 , 火星不仅有大气 , 而且还会有沙尘暴 , 这就对何时进入自主休眠模式提出了更多约束条件 。
解决的办法就是定时检查电量储备情况 , 火星昼间主要通过太阳翼发电 , 日落后蓄电池开始放电 , 此时就可以判断蓄电池是否处于充满状态 , 若蓄电池电量较低 , 就可以自主进入休眠模式 。

祝融号配置4块太阳翼
火星车自主唤醒则要满足两个指标 , 一个是发电指标 , 必须达到140瓦以上 , 再就是温度指标 , 蓄电池工作温度必须达到零下15摄氏度以上 , 两个指标缺一不可 。

祝融号自主唤醒约束条件之一
按照原计划 , 祝融号会在2022年12月前后自主唤醒 , 也就是说它的苏醒时间段是2022年11月、12月、2023年1月 , 也就是说现在仍处于计划时间区间内 。
祝融号火星车既然是自主休眠与自主唤醒 , 那么它是否可以实现地球这边人工注入指令使其受控进入休眠模式 , 以及受控进入唤醒模式呢?
先来看官方报道祝融号进入休眠模式的一段原文:“按照设计方案和飞控策略 , 火星车于5月18日(2022年)转入休眠模式” , 这意味着此次转入休眠模式是受控的 。

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