2020年，來自中國的“天問一號”、美國的毅力號以及阿聯(lián)酋的“希望號”三枚火星探測器，抵達了地球的近鄰-火星的軌道上，其中我國和美國的探測器在火星表面上釋放了火星車，對火星表面的地形地貌、巖石和土壤構(gòu)成、大氣層、磁場等情況進行實地探測，均取得了豐碩的成果。

祝融號抵抗低溫和沙塵暴的能力

我國的祝融號火星車的著陸地點，位于火星北半球的烏托邦平原的低洼地區(qū)。從去年的5月到今年的5月中旬，祝融號在火星表面的行駛總里程，達到了1921米。在軌運行的“天問一號”與在火星表面運行的祝融號，二者實施了對火星的立體化探測，共向我國的地面探測中心發(fā)射返回了940GB的海量數(shù)據(jù)，我國的科學(xué)家們正在緊鑼密鼓地對這些數(shù)據(jù)開展解譯、分析和研究。

祝融號火星車在著陸以后，利用它攜帶的高分辨率相機，在烏托邦平原的著陸區(qū)上空，探測到了若干次大規(guī)模的沙塵暴活動，遮天蔽日的沙塵將大部分的太陽光線阻隔在外，從畫面上看火星表面呈現(xiàn)出比較黯淡、深黃色的環(huán)境，更加顯示了火星表面嚴酷和毫無生機的自然環(huán)境。

祝融號火星車在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，充分考慮了火星表面的這種嚴酷環(huán)境，特別是在應(yīng)對低溫和沙塵侵擾上有著獨到之處。比如，為了應(yīng)對冬季火星的低溫環(huán)境，火星車電池板“翅膀”的中間、車體的頂板之上，配備有兩個圓形的透明薄膜，它的學(xué)名叫做“集熱窗”，可以在太陽光線照射到薄膜之后，將一些熱量保留在火星車的本體之內(nèi)，從而確?；鹦擒噧?nèi)部的各種儀器設(shè)備免遭低溫的影響。

為了應(yīng)對火星表面的強烈沙塵環(huán)境，祝融號也有著高效的應(yīng)對措施，主要來說有四個特點，一是太陽能電池板具有定向跟蹤功能，就像“向日葵”一樣隨著太陽在空中的移動方向而轉(zhuǎn)向；二是構(gòu)成電池板的表面覆蓋著一層特殊的材料，可以有效隔絕灰塵的粘附，一有空氣流動灰塵就很容易被吹掉；三是電池板在運行時，會有一定的傾斜角度，灰塵在重力作用下會自然地掉落；四是在強烈風(fēng)沙天氣條件下，祝融號可以改變自身的運行模式，來盡可能地減少能量的消耗。

祝融號已經(jīng)進入“冬眠”狀態(tài)

進入5月份以后，火星的北半球正式步入冬季，即使是白天的最高氣溫，也降到零下20攝氏度以下，在夜晚最低溫度甚至降到了零下100多攝氏度，再加上火星冬季仍然頻繁發(fā)生沙塵暴，而且太陽光線的高度角變得很低，此時太陽輻射強度大大減少。

在這樣的環(huán)境下，祝融號火星車的能源補給能力逐步減弱，而且相關(guān)的保溫措施對能量的消耗也進一步增大，所以，為了應(yīng)對這種嚴酷的自然環(huán)境，最大限度保障火星車的安全，祝融號火星車按照既定設(shè)計方案，已經(jīng)轉(zhuǎn)入到了冬季模式運行，即不再開展探測活動，實施了暫時的“冬眠”策略。

由于祝融號火星車能夠自主檢測太陽輻射強度的變化，待太陽輻射逐漸增強，達到一定水平之后，會自動從“冬眠”狀態(tài)恢復(fù)過來。預(yù)計到今年的12月份，隨著火星北半球春天的到來以及強烈沙塵天氣的消散，祝融號將重新“披掛上陣”，繼續(xù)開展相應(yīng)的探測活動。

美國的毅力號為何不用休眠

無論是火星車還是月球車，這樣的著陸探測器之所以能夠在地外天體上面行進，最重要的就是有效的、充足的能源供給。從歷史上人類研制的探測器，其能量供給方式有兩種，一個是利用太陽能，另外一個是利用核能，通過將太陽能或者核裂變釋放出來的能量，轉(zhuǎn)化為電能，供探測器本身以及各種儀器設(shè)備運行時使用。

我國之前發(fā)射的玉兔號月球探測器，和祝融號火星車一樣，采用的是太陽能供電方案，這種供電模式受氣溫和自然環(huán)境的影響較大，如果太陽的高度角很小、環(huán)境中充滿沙塵的話，那么太陽輻射強度就會明顯減弱，祝融號就面臨著這樣的問題。同樣，美國之前在火星上發(fā)射的洞察號探測器，也會定期進入“冬眠”狀態(tài)。

而美國此前發(fā)射的好奇號和最近發(fā)射的毅力號火星車，采用的是核能供電模式，即利用放射性同位素?zé)岚l(fā)電機進行供電，車體上面裝載有放射性元素，通過放射性衰變持續(xù)供應(yīng)能量，因此基本上不受火星表面的沙塵和漫長冬季的影響。

從某種意義上來說，核能的供電模式相較于太陽能供電，更具穩(wěn)定性，另外由于有較為強大的動能保證，所以探測的范圍、行進的速度也要優(yōu)于太陽能供電。不過，從祝融號和毅力號的對比看，我國的火星車在一些方面也占有優(yōu)勢，比如六輪驅(qū)動設(shè)計、某些儀器設(shè)備性能更為先進，同時還擁有理論上的無限使用壽命，這些毅力號都是“望塵莫及”的。

雖然我國在太空探測方面的起步很晚，但是發(fā)展速度一點也不慢，在很多方面都有“迎頭趕上”之勢，無論是月球取土返回，還是天宮空間站建設(shè)，都讓世人為之矚目。后續(xù)，我國將在玉兔三號月球車、海王星探測器的研制上，采用核能供電的設(shè)計模式。此外，我國自主研發(fā)的霍爾發(fā)動機，在航天器推力效率上也將會有大幅提升，不久的將來，我國肯定會在太空探測方面，真正進入航天的星際時代！