来源:巅峰高地

我国祝融号火星车数日前历经气动减速、降落伞减速、动力减速、缓冲着陆共四大险关完美实现地外行星登陆任务的零突破,成为事实上的全球第二个掌握火星表面软着陆能力的国家。

基于遥测数据的着陆巡视器登陆火面效果图

然而距离着陆时刻已经过去了数天,但却迟迟没有图像发布,有一小撮极个别的人抱怨 " 无图无真相 "。祝融号着陆成功的消息当然是无可辩驳的事实,此前航天指挥控制中心的屏幕信息已经将这一事实完整地展示了出来:

祝融号登陆火面状态评估结果

着陆巡视器状态评估结果:触地信号正常、坡道正向抽展到位、桅杆正常展开到位、太阳翼正常展开到位、定向天线展开驱动正常、电压电量正常、着陆姿态正常。

一个又一个的 " 正常 " 告诉大家祝融号不仅成功着陆,而且着陆状态十分良好,为后续巡视火面任务的开展打下了坚实基础。

环绕器与进入舱分离效果图

祝融号火星车成像数据之所以传递慢主要是因为我们的火星中继通信卫星太少,只有一颗天问一号环绕器作为中继卫星使用。

然而好饭总是不怕晚,火星成像数据最终跨越数亿公里的宇宙空间来到了地球。

祝融号火星车首批成像成果如下:

着陆平台坡道正向展开

此图由祝融号火星车前避障相机拍摄,该车在正向与后向各配置 2 台避障相机,这是一种鱼眼镜头相机,成像视场接近 180 度,主要用于 5 米范围内近距离障碍物识别,是火星车自主行驶不可或缺的关键装备。

避障相机成像画面中还有两根鞭状天线,它们实际上是祝融号火星车次表层探测雷达的发射与接收天线。

接收天线(左侧)发射天线(右侧)

火星车次表层探测雷达用于获取火星地表和次表层超宽带全极化雷达回波数据,研究巡视区火星表层、次表层地质分层结构与组成类型。

全景相机拍摄祝融号车体

火星车全景相机是一套双目成像系统,由两个镜头组成,配置于火星车车头桅杆顶端,可以拍摄 3D 立体图像,成像距离 0.5m 至无限远,成像谱段为可见光,具备彩色成像功能,有效相元数量 2048X2048,是火星车态势感知的主力载荷。

全景相机成像画面中有很多载荷细节,图中右下角圆盘式结构是火星车集热器,它可在火星昼间吸收太阳光照热能,并在夜间释放热能进而实现火星车在夜间的热控管理。集热器主要通过一种名为正十一烷的物质实现集热与放热。

火星车集热器

还有定向天线桅杆,该天线有两个职能,在没有环绕器过顶的情况下可直接对地球通信,但传输码速率较低,主要用于传递火星车状态数据。当环绕器位于远火段时定向天线可与之进行中继数据传输。

定向天线桅杆

定向天线桅杆根部还有一块定标板:

定标板

定标板是祝融号火星车表面成分探测仪在轨定标的配套装置,由 12 块不同矿物混合磨压而成,具体原理是通过定标样品和实际目标光谱数据比对,精确评估元素成分的含量丰富程度,进而实现火星表面物质的化学元素组成与表面矿物和岩石组成的全面分析。

祝融号火星车是人类迄今为止部署火面规模最大依靠太阳翼发电驱动的火星车,规模达到了 240 公斤,同时搭载了 6 大科学探测载荷,用电需求自然也更大,为此火星车除配置 4 片大面积太阳翼外,还在车体顶部布置了多片太阳能电池片。

布置于车体顶部的电池片

除发布火星车及着陆平台画面外,天问一号环绕器与进入舱分离视频片段今次也有公布:

进入舱与环绕器分离 1

进入舱与环绕器分离 2

从进入舱与环绕器分离画面中可以看到,进入舱分离后随即展开了姿态调整工作。

接下来,祝融号火星车还将沿坡道驶离着陆平台,并与着陆平台展开经典的两器互拍任务,随后它将开始火面巡视探测征程。

着陆平台坡道也可由后向展开

此时此刻笔者不禁想起了昔日北方大国的火星 3 号探测器,虽然它曾经创造过火星表面登陆纪录,但着陆后仅发送了十秒左右的数据,连一张可以辨析轮廓的照片都没能成功发送。在急功近利的航天竞赛模式下想要成功无异于缘木求鱼,这个国家后来穷其一生也没能攻克火面软着陆技术。

天问一号火星探测任务刷新了多项纪录,最引人注目的便是首次独立探火即一步实现火星绕落巡,古今中外这是第一次。在天问一号成功登火前有人说这也是急功近利,然而我们之所以敢于如此大胆的原因恰恰是扎实的积累。

天问一号整器合照

火星登陆任务即有神舟载人飞船、返回式卫星、嫦娥五号返回器、新一代载人飞船的深厚底蕴加持,也有进入舱地面研制与充分的试验验证。用于动力下降的 7500N 变推力发动机更是在嫦娥探月工程中久经战阵,并创造了三战三捷的登月战绩。还有着陆平台悬停成像段基于机器视觉理念的避障系统,也是嫦娥探月工程的技术成果。

机器视觉避障助力祝融登火

没有谁可以随随便便成功,而我们之所以能够从胜利走向新的胜利,得益于我们全国一盘棋的新型举国体系,更是两弹一星、载人航天、嫦娥探月三大精神的延续,放眼世界能够有此造诣的国家仅此一家。