祝融號

天問一號任務火星車

祝融號,為天問一號任務火星車。高度有1米85,重量達到240公斤左右。設計壽命為3個火星月,相當於約92個地球日。

2020年7月23日12時41分,在中國文昌航天發射場由長征五號遙四運載火箭發射升空。

2021年4月24日,2021中國航天日開幕啟動儀式在江蘇南京舉行。中國首輛火星車命名為“祝融號”。5月17日,祝融號火星車首次通過環繞器傳回遙測數據。5月22日10時40分,“祝融號”火星車已安全駛離著陸平台,到達火星表面,開始巡視探測。8月30日,中國首次火星探測天問一號任務“祝融號”火星車駛上火星表面滿100天,國家航天局發布了一批最新的火星影像。

名稱由來


命名徵集

2021年3月2日,中國首輛火星車全球征名活動公眾網路投票結束,“祝融號”以超過50萬的選票榮登榜首,排名第一。
2021年4月24日,2021中國航天日開幕啟動儀式在江蘇南京舉行。啟動儀式上,我國首輛火星車名稱揭曉,經全球征名、專家評審、網路投票等層層遴選,最終“祝融號”脫穎而出。

命名含義

祝融在中國傳統文化中被尊為最早的火神,象徵著我們的祖先用火照耀大地,帶來光明。首輛火星車命名為“祝融”,寓意點燃我國星際探測的火種,指引人類對浩瀚星空、宇宙未知的接續探索和自我超越。

專家解讀

趙立堅:宇宙承載著中國人民千百年來的嚮往。從“神舟”到“嫦娥”“玉兔”,再到“天宮”“天問”,中國人民把對遙遠星空和未知宇宙的無盡憧憬寄托在這些美好的名字中。此次天問一號著陸巡視器搭載的火星車名為“祝融”。祝融是中國上古神話中的火神。火的應用促進了人類文明的發展,驅散黑暗、帶來溫暖。祝融號寓意點燃中國星際探測的火種,指引航天人不斷超越自我,逐夢星辰。

探測經過


祝融號
祝融號
2020年7月23日,中國首次火星探測任務“天問一號”火星探測器成功發射入軌。
2021年2月10日成功被火星捕獲,順利進入環火軌道。已經通過多次成像完成預選著陸區高清影像數據獲取,後續將按計劃開展著陸區地形地貌、氣象環境分析等工作,為五月中下旬,中國首次火星探測器“天問一號”的著陸器與“祝融號”火星車登陸火星做準備。
2021年5月14日消息,根據飛行情況,天問一號探測器擬於北京時間5月15日凌晨至5月19日期間擇機著陸於火星烏托邦平原。
2021年5月15日,天問一號祝融火星車發布第一條微博:地球的朋友們,大家好。
2021年5月15日,從國家航天局獲悉,科研團隊根據“祝融號”火星車發回遙測信號確認,天問一號著陸巡視器成功著陸於火星烏托邦平原南部預選著陸區,中國首次火星探測任務著陸火星取得圓滿成功。
2021年5月15日,祝融號火星車將依次開展對著陸點全局成像、自檢駛離著陸平台並開展巡視探測。
2021年5月17日,祝融號火星車首次通過環繞器傳回遙測數據。
2021年5月19日,國家航天局發布中國首次火星探測天問一號任務探測器著陸過程兩器分離和著陸后火星車拍攝的影像。圖像中,著陸平台和“祝融號”火星車的駛離坡道,太陽翼、天線等機構展開正常到位。
2021年5月22日10時40分,“祝融號”火星車駛離著陸平台踏上火星表面,開啟巡視探測之旅。火星車攜帶的前避障相機a/b、后避障相機a/b,拍攝了駛離著陸平台過程影像。
祝融號
祝融號
2021年5月23日消息,祝融號火星移動0.522米。
2021年6月7日,國家航天局發布我國首次火星探測天問一號任務著陸區域高分影像圖。圖像中天問一號著陸平台、“祝融號”火星車及周邊區域情況清晰可見。
2021年6月11日,國家航天局舉行天問一號探測器著陸火星首批科學影像圖揭幕儀式,公布了由“祝融號”火星車拍攝的著陸點全景、火星地形地貌、“中國印跡”和“著巡合影”等影像圖。首批科學影像圖的發布,標誌著中國首次火星探測任務取得圓滿成功。
2021年6月14日,天問一號祝融火星車發來祝福:我在火星放“粽”,祝大家端午安康,“粽”是順心和如意。
祝融號
祝融號
截至2021年6月27日,天問一號環繞器在軌運行338天,地火距離3.6億千米,“祝融號”火星車已在火星表面工作42個火星日,累計行駛236米。
2021年7月9日,中國國家航天局公布火星表面地貌影像圖片,火星岩石紋理特徵和火星車車轍清晰可見。
截至2021年7月11日20時,“祝融號”火星車已累計行駛410.025米,工況正常。同時,正在為“祝融號”火星車提供中繼通信服務的天問一號環繞器在軌運行353天,地火距離3.707億千米,工況正常。
祝融號
祝融號
2021年7月12日,“祝融號”火星車在南向巡視探測途中,路過降落傘與背罩組合體附近,利用導航地形相機對組合體進行成像,圖中可見降落傘全貌和經氣動燒蝕后的完整背罩結構,背罩上的姿控發動機導流孔清晰可辨,成像時火星車距離背罩約30米,距離著陸點約350米。
截至2021年7月15日,“祝融號”火星車已工作60個火星日,累計行駛450米,環繞器在軌運行357天,工況正常。
2021年7月17日夜23時"天問一號"傳回的信息,當日“祝融號”火星車行駛里程突破一華里(509米),即將到達第二處沙丘,計劃對沙丘及周邊環境開展詳細探測。截至目前,"祝融號"火星車在火星表面工作63個火星日,“天問一號”環繞器在軌工作359天,距離地球約3.75億千米,單向通信時延接近21分鐘。兩器狀態良好,各分系統工況正常。
截至2021年7月23日,“祝融號”火星車在火星表面工作68個火星日,累計行駛585米;環繞器在軌運行一周年,距離地球約3.78億千米,單向通信時延約21分鐘,兩器狀態良好,各系統工況正常。
祝融號
祝融號
2021年7月30日,“祝融號”火星車完成對第二處沙丘地貌科學探測后,繼續向南移動,本周到達一片石塊、撞擊坑、沙丘分佈密集的複雜地形地帶。
2021年8月6日,“祝融號”火星車在火星表面工作82個火星日,累計行駛里程達到808米。“祝融號”火星車正在穿越石塊、撞擊坑、沙丘分佈密集的複雜地形地帶,后避障相機拍攝了一張車體剛剛越過石塊的照片。環繞器在軌運行379天,器地單向通信時延約21分23秒,各系統工況正常。
截至2021年8月15日,“祝融號”火星車在火星表面運行90個火星日(約92個地球日),累計行駛889米,所有科學載荷開機探測,共獲取約10GB原始數據,“祝融號”火星車圓滿完成既定巡視探測任務。
2021年8月18日,作為中國首次火星探測任務,自成功軟著陸在烏托邦平原,正式踏上這片紅色土地之後,“祝融號”火星車和天問一號環繞器留下了許多中國“印記”。
2021年8月23日,“祝融號”完成既定巡視探測任務,將拓展探測尋水冰。
2021年8月23日是“祝融號”火星車平安在火星度過100天、行駛里程突破1000米的關鍵一天。
2021年8月30日,中國首次火星探測任務天問一號探測器“祝融號”火星車駛上火星表面已滿100天,火星車在著陸點以南方向累計行駛了1064米。目前火星車狀態良好、能源充足,將繼續按照“七日一周期,一日一規劃,每日有探測”的高效探測模式,向南部的古海陸交界地帶行駛,以獲取更豐富的科學探測數據。

新聞發布會


2021年6月12日,中國國家航天局在北京舉辦新聞發布會,介紹中國首次火星探測任務情況。

目標任務


“天問一號”環繞器進入環火軌道后,先開展約三個月的對地觀測,特別是對預選著陸區進行詳細勘測。之後攜帶火星車的著陸器將與環繞器分離,利用降落傘和反推火箭在火星表面著陸,並開展為期90個火星日(一個火星日約24小時39分35.2秒)的巡視探測任務。火星車要完成的科學探測任務有:火星巡視區形貌和地質構造探測,火星巡視區土壤結構(剖面)探測和水冰探查,火星巡視區表面元素、礦物和岩石類型探查,以及火星巡視區大氣物理特徵與表面環境探測。
天問一號任務的科學目標是研究火星形貌與地質構造特徵、火星表面土壤特徵與水冰分佈、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環境特徵、火星物理場與內部結構等。
探測器自2020年7月23日發射以來,在地火轉移飛行、環火軌道運行期間,環繞器配置的中解析度相機、高解析度相機、礦物光譜分析儀、磁強計等7台科學載荷陸續開機探測,獲取科學數據。火面工作期間,火星車將按計劃開展巡視區環境感知、火面移動和科學探測,通過配置的地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等6台載荷,對巡視區開展詳細探測。同時,環繞器將運行在中繼軌道,為火星車巡視探測提供穩定的中繼通信,兼顧開展環繞探測。

巡航速度


“祝融號”火星車在火星巡航速度非常的慢,僅每小時40米。對於這麼慢的行進速度,專家表示,“祝融號”火星車並不是單純的為了行駛,更多的還是科學研究,這樣也能確保實現科學研究等。

建造過程


從哈爾濱工業大學了解到,哈工大鄧宗全院士團隊自2013年起與中國空間技術研究院總體部合作成功研製的火星車移動系統、轉移坡道機構,成為本次火星探測任務的工程亮點。
哈工大機電學院高海波教授主持參研了“祝融號”火星車移動系統。針對火星表面鬆軟崎嶇的地貌,火星車在軟沙中易發生打滑自陷、牽引力不足的問題,聯合提出了具有蠕動脫陷功能的主被動複合式火星車移動系統構型。採用該構型的火星車具有蠕動脫陷、蠕動爬坡、車廂升降防托底、懸架主動折展、車輪抬起等獨特功能,具有很強的脫陷能力和爬坡能力。
哈工大機電學院姜生元教授主持參研了“祝融號”火星車轉移坡道機構。該轉移坡道機構摺疊布置在著陸器頂端,它可實現前後兩個方向的選擇性抽展,並具有適應形貌複雜的火星表面的功能,能夠確保“祝融號”火星車的平順轉移。

科學載荷


祝融號火星車的高度有1米85,重量達到240公斤左右。設計壽命為3個火星月,相當於約92個地球日。
祝融號火星車搭載了6台科學載荷,包括:
(1)火星表面成分探測儀,火星表面成分探測儀包括激光誘導擊穿光譜儀(LIBS),短波紅外光譜顯微成像儀(SWIR)和微成像相機。LIBS(240-850nm)用於元素組成分析;SWIR(850-2400nm)用於礦物和岩石的分析和識別;微成像相機(900-1000nm)可以獲得探測目標的高空間解析度圖像。
(2)多光譜相機,獲取著陸點周圍的地形、地貌和地質背景信息,進行空間分析,獲得岩石、土壤等可見近紅外光譜數據;採集各種白天和黑夜的天空圖像,以進行特定的大氣、氣象和天文研究。
(3)導航地形相機,拍攝廣角圖片,指導火星車的移動並尋找感興趣的目標(岩石/土壤等);結合環繞器上搭載的高解析度相機,將它們拍攝到的地面圖像進行比對,可以校準火星表面的真實情況;為其他科學載荷尋找感興趣的探測目標或區域。
(4)火星車次表層探測雷達,次表層探測雷達可以探測火星土壤的地下分層和厚度。包含兩個通道,低頻通道(15-95MHz)可以穿透10-100米的深度(空間解析度為幾米);高頻通道(0.45-2.15GHz)可以穿透3-10米的深度(空間解析度為幾厘米)。次表層探測雷達可以隨火星車移動,持續收集地下雷達信號,探測地下物質的大小和分佈特徵,並在垂直和水平方向上約束地下分層結構,制約地下水冰和揮發物(如,水合礦物質等)的分佈。
(5)火星表面磁場探測儀,檢測火星表面磁場,火星磁場指數以及火星電離層中的電流。其主要優點是可隨火星車移動;與環繞器上搭載的磁強計協同觀測,將對理解火星內部的演變具有極其重要的意義。
(6)火星氣象測量儀,用於監測火星表面溫度,壓力,風場和聲音等的時間和空間變化。在著陸之前,還可以在環火軌道上收集溫度和聲音數據。
祝融號火星車相較於國外的火星車其移動能力更強大,設計也更複雜。它採用主動懸架,6個車輪均可獨立驅動,獨立轉向。除前進、後退、四輪轉向行駛等功能外,還具備蟹行運動能力,用於靈活避障以及大角度爬坡。更強大的功能還包括車體升降(在火星極端環境表面可以利用車體升降擺脫沉陷)、尺蠖運動(配合車體升降,在鬆軟地形上前進或後退)和抬輪排故(遇到車輪故障的情況,通過質心位置調整及夾角與離合的配合,將故障車輪抬離地面,繼續行駛)。

發行紀念幣


中國人民銀行定於2021年8月30日發行中國首次火星探測任務成功金銀紀念幣一套,共3枚。紀念幣正面圖案均為中國行星探測標識(火星),背面圖案分別為天問一號著陸平台和火星車、“祝融號”火星車、天問一號環繞器等。