人類對火星是非常好奇的,所以跟月球一樣,人類對火星也有大量的探測。
不過探測歸探測,在火星上有火星車活動(dòng)的國家目前只有老美。
至于老毛子,它跟火星犯沖,是拉低火星探測成功率的存在。
就跟班級里拉低平均分的差生似的。
而得益于老美使用火星車的經(jīng)驗(yàn),老中設(shè)計(jì)火星車的時(shí)候做了不少應(yīng)對火星塵埃覆蓋的設(shè)計(jì)。
負(fù)責(zé)人說道:“首先是來源于荷葉不被露珠浸潤的原理,也就是在太陽能電池表面增加超疏基電池蓋片?!?/p>
“這是一種納米級微觀結(jié)構(gòu),可以減小火星塵顆粒與太陽能電池之間的接觸面積,進(jìn)而使得顆粒更容易被火星風(fēng)吹走,除塵效率可達(dá)80%以上?!?/p>
“在超疏基電池蓋片基礎(chǔ)上,火星車身兩側(cè)的太陽翼設(shè)計(jì)成了類似蝴蝶翅膀的四片結(jié)構(gòu)?!?/p>
“它們可實(shí)現(xiàn)一維轉(zhuǎn)動(dòng)至垂直姿態(tài),也就是像蝴蝶翅膀一樣豎起來,進(jìn)而直接倒掉覆蓋在太陽翼表面的火星塵……”
這個(gè)也是借鑒以前火星車的經(jīng)驗(yàn),之前的火星車太陽翼展開之后就不能再活動(dòng)了,但是它們可以過傾斜整個(gè)車身來傾倒太陽能電池板上的灰塵,并以更大的投影面積面向太陽。
當(dāng)傾斜角度大于粉塵的“休止角”時(shí),就能達(dá)到讓灰塵滑落的除塵目的。
比如歐洲航天局遲遲未能發(fā)射的羅莎琳德火星漫游車,它就能通過尋找合適的坡度地形將車身傾斜超過30度,從而讓塵埃掉落。
但也不是每臺(tái)火星車都有這樣的地形條件。
比如之前的NASA勇氣號火星漫游車太陽能板就被大量塵埃覆蓋住了,冬天快到了,NASA想讓勇氣號傾斜從而最大程度地暴露在陽光下。
但由于它的車輪已經(jīng)卡死在向南傾斜5度的巖石上,而太陽在天空的北方地平線附近,所以最終讓勇氣號失去電力終止了任務(wù)。
現(xiàn)在老中設(shè)計(jì)的太陽翼活動(dòng)功能就是主動(dòng)產(chǎn)生傾斜角,讓灰塵滑落。
這又是“荷葉”又是“蝴蝶”的,可以說頗具浪漫主義氣息,但路云卻微微搖頭。
因?yàn)樗弦皇揽墒侵雷H谔柺窃趺词セ顒?dòng)能力的,光靠這些技術(shù)還是無法解決灰塵覆蓋的全部問題。
因?yàn)榛鹦潜∪醯拇髿鉄o法阻擋太陽的強(qiáng)紫外線照射,加上大風(fēng)導(dǎo)致干燥的塵埃間以及塵埃與地表間不斷相互碰撞,導(dǎo)致火星大氣中飄浮的沙塵會(huì)帶有靜電。
它們一旦落在太陽能板上就會(huì)吸附在上面,有時(shí)即使通過傾斜也無法完全去除吸附其上的顆粒。
祝融號火星車差不多就是因?yàn)檫@個(gè)陷入沉睡的。
雖然它的設(shè)計(jì)壽命是三個(gè)月,實(shí)際工作了差不多一年左右,算是超額完成了任務(wù)。
但僅僅一年就無法工作了,還是相當(dāng)可惜。
之前老美的機(jī)遇號和勇氣號火星車,它們也是用的太陽翼,并且設(shè)計(jì)壽命也是三個(gè)月,但它們一個(gè)工作了好幾年,另一個(gè)工作了十幾年!
不過它們能工作這么長時(shí)間也不是因?yàn)榧夹g(shù)先進(jìn),只是因?yàn)檫\(yùn)氣確實(shí)逆天。
因?yàn)榛鹦擒嚨某龎m工作除了自己干之外,還有“大自然的清潔工”。
火星的沙塵暴不僅可以讓灰塵覆蓋太陽翼,運(yùn)氣好的話也能吹走太陽翼上的灰塵。
尤其是遇到小旋風(fēng)的時(shí)候,除塵效果極佳。
根據(jù)老美自己的統(tǒng)計(jì),勇氣號遇到過一次,而機(jī)遇號遇到過四次。
而且除了“大清洗”之外,機(jī)遇號還經(jīng)常就過了一晚,電量突然增加5%的情況。
科學(xué)家開玩笑說大概是火星人半夜出來給洗車了。
不過更精確一點(diǎn)的解釋是機(jī)遇號一直在探測隕石坑,坑里的氣流和攀爬坑壁時(shí)車體的大角度姿態(tài)起了作用。
所以機(jī)遇號就成了人類史上在其它星球行駛時(shí)間最長的探測車,從零四年一直工作到去年因?yàn)閴m埃徹底覆蓋結(jié)束任務(wù),一共行駛了45公里,服役了14年。
而未來的祝融號就沒有這么好的運(yùn)氣了,它一直在探測大平原,并且又是在光照條件不好的“冬季”碰上了灰塵聚集量過高的情況,所以就一睡不醒了。
如果它是在“夏季”出現(xiàn)的灰塵聚集量過高的情況,那“夏季”的強(qiáng)光照水平依然可以保證它的活動(dòng),甚至可以想辦法去除一部分灰塵,讓它在“冬季”也可以活動(dòng)。
可惜現(xiàn)實(shí)是沒有如果的。
不過……有重生!
路云接到迷你火星車制造需求的時(shí)候是一八年年中,就是因?yàn)橐黄吣甑椎摹敖痼柑枴泵阅阍虑蜍囂E恕?/p>
很多人覺得它工作1個(gè)月晝,也就是地球上14天就不錯(cuò)了,結(jié)果它工作了6個(gè)月晝!
于是火星車項(xiàng)目就找上了他。
與其搞個(gè)落地之后不能動(dòng)的分離相機(jī),不如讓路云想想辦法搞一臺(tái)能長時(shí)間工作的迷你火星車。
別管多長時(shí)間了,就是只能工作一天,那對于只能工作一會(huì)的分離相機(jī)來說也是“長時(shí)間”。
更何況迷你火星車還能移動(dòng),這是最大的優(yōu)勢。
當(dāng)初路云設(shè)計(jì)“金蟾號”迷你月球車的時(shí)候才航空航天工程lv4,上邊問他做迷你火星車的時(shí)候他的航空航天工程已經(jīng)lv5了,那自然是小意思。
于是去掉那個(gè)相機(jī)的重量,再在其他邊邊角角省一點(diǎn),甚至去掉冬奧會(huì)吉祥物冰墩墩和雪容融展示牌。
是的,天問一號的著陸器上帶了這個(gè)。
(工程師正在給天問一號著陸器安裝展示牌)
去掉這么多東西之后,路云最后得到了10千克的重量。
這個(gè)重量差不多,當(dāng)初老美的一個(gè)輛火星車“旅居者”就是這個(gè)重量。
(旅居者號巡視器)
它有幾十厘米大,差不多是一個(gè)大號的玩具車那么大。
不過這個(gè)不重要,更重要的是路云給祝融號火星車提出了進(jìn)一步除塵的建議。
NASA在上個(gè)世紀(jì)七十年代研發(fā)了一套電盾系統(tǒng),利用靜電力和介電泳力清除太陽能電池板上的灰塵。
具體的來說就是將透明的電敏感材料放置在太陽能板上,借助傳感器,當(dāng)面板上灰塵濃度達(dá)到臨界水平時(shí)為材料通電讓灰塵帶電并飄浮,從而將其從面板上移開。
只是由于“靜電擊穿”現(xiàn)象的問題存在,該技術(shù)無法在火星或月球上使用。
后來NASA研制了一種辦法可以防止靜電擊穿,在地球的模擬火星環(huán)境中效果不錯(cuò),面板僅需少量電荷就可以在兩分鐘內(nèi)清除約90%的沉積在面板上的灰塵。
只不過還是沒有用到火星探測任務(wù)上。
因?yàn)镹ASA已經(jīng)不用太陽翼火星車了,改用同位素電池了,也就是俗稱的“核電池”。
正好,路云覺得用在祝融號上很合適。
而且這技術(shù)不僅僅在火星上有用,在月球上也有用,因?yàn)樵聣m也帶電荷。
之前老美的阿波羅登月任務(wù)就出過問題,宇航員穿著月球宇航服帶著月塵進(jìn)入了登月艙,結(jié)果脫掉宇航服的時(shí)候就有月塵飄進(jìn)了眼睛,或者通過呼吸道進(jìn)入了肺部。
12名登月宇航員都吸入了一定量的月塵,有的甚至出現(xiàn)奇怪癥狀,人稱“月球花粉熱”。
要知道月塵可跟地球上的塵土不一樣,它沒有被風(fēng)雨侵蝕過,都是最原始的破碎狀態(tài),棱角分明,就跟玻璃碎碴或玻璃纖維似的。
如果在火星上驗(yàn)證了這樣的靜電除塵技術(shù),那么就可以用在以后的載人登月任務(wù)上。