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主题:天问要问天 -- 心有戚戚

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家园 【原创】祝融治沙

火星上风沙大,而祝融又是靠太阳能板取得电力的,如何解决尘土遮盖太阳电池片的问题?从祝融传回的照片看,太阳能板不是靠弹簧打开的,而是动作电机。这就说明太阳能板打开后还可以抬起来至任何角度直至合上。这和其它的火星车设计都不同。比如勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)火星车的太阳能板打开后就不能再动了。那为啥祝融要这样设计呢?

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他山之石可以攻玉,先来看看两位先锋的故事。勇气号和机遇号都是太阳能动力,个子比祝融小些,同样设计寿命都是三个月。勇气号2004年1月3日着陆火星表面,由于太阳能板的蒙尘,电力供应一直在持续下降。幸运的是,2005年3月和2009年2月的两次大风吹散了尘埃,从而其电力得到恢复。2006年,六只车轮中的右前轮失灵。2009年5月,在通过特洛伊沙地时,勇气号另一个轮子故障,无法动弹直至失联。其孪生妹妹机遇号运气更好,2004年1月25日着陆火星表面,在火星上跑了个马拉松,直至2018年6月被沙尘暴覆盖。

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看来祝融在火星上最大的敌人是沙尘,大风虽然可以吹掉太阳能板上的蒙尘,却实在不可控还是扬尘的罪魁祸首。祝融把太阳能板竖起,上面的尘土就可以靠重力和风力共同的作用回归火表。火星上的尘埃很细,首先需要让它们不会“粘”太阳能电池片上。祝融的太阳能电池片表面用了“超疏基”微结构膜,减小了火星尘埃与电池板表面的摩擦,让尘埃像鸭毛上的水,很容易滚落(汽车防尘玻璃、防尘贴膜等都是这个原理)。在下面的实验中,右侧的表面采用了“超疏基”微结构膜,竖起来以后,大部分尘埃都滑落了,而左面常规表面上的尘埃就比较顽固。

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为了防止电缆在太阳能板起竖过程中弯折掉落,祝融很贴心的提供了托架。玉兔1号的电缆在使用中掉落到下面,挂到岩石上,被弄断导致故障。玉兔2号吸取教训,采用了类似于祝融用的电缆托架,目前还在超期服役。祝融计划任务三个月,之后天问1号环绕器要执行其它任务,暂时不能作中继了。火星现在相当于初夏(今年正好和地球上的差不多),祝融完成3个月的探测任务后,北半球就是夏至、是最热的时候。之后,就要慢慢进入秋冬,天气也会逐渐变坏。祝融得先找个避风得地方,躲过沙尘暴,熬过多事之秋冬。等到天问一号完成其它火星探测任务,再回来团聚,这次祝融想玩多久就玩多久。而祝融在疗养时,白天天气好可以打开太阳能板获得电能和热量,晚上或天气不好时,则合上太阳能板窝起来。这样养精蓄锐,才能宏图大展。

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