陈征:我们这些航天工程师面临的主要挑战是那些难以想象的苛刻、极端环境和条件,但贾老师刚才的分享却非常通俗、接地气。下面,我们请贾老师再给我们比较系统地分享一下我国探月、探火的主要工作、目标与成就。
贾阳:东方红一号是中国人航天的标志起始点。自此,我国开启了航天的新时代,即从东方红一号的歌曲,一步步开始了逐渐实用化的发展。这一发展主要有三大类:第一类是卫星,一是通讯,这也是最重要的,通讯卫星在远程上解决了信号传输的问题,比如在体育赛事的转播上不再需要租借国外的转发器;二是气象,现在我们看下手机就能知道一段时间内的天气,而且天气预报也越来越准确了;三是遥感,哪怕是在民用方面也发展到了很高的水平。第二类是飞船,从杨利伟到现在的空间站,我们的航天工作得到了长足发展,也得到了举世关注。第三类是往更远的地方走,比如我们提到的月球和火星。
我国于2007年首发了绕月卫星——嫦娥一号,后来又有了嫦娥二号,在一号的基础上绕月飞得更近了,也看得更清楚了,甚至还在完成工作后跑到更远的地方和其他小行星进行交汇。我们下一个目标就不再是绕月飞行了,而是要落到月球的表面上去。这个着陆的月球车就是我们团队的作品,即玉兔号。后来,嫦娥四号又去了月球背面,带着我们的第二辆车——玉兔二号。这是我们人类首次到月球的背面去,首次不是那么容易的事情。后来,我们又有了嫦娥五号,嫦娥石就是利用它带回来的土壤发现的。再往后,嫦娥六号还将去月球,很可能还是月球的背面,实现人类首次带回月球背面的样品。未来,嫦娥七号将去往月球的南极,探测终日不见阳光的月球南极陨石坑,为进一步的发展做准备。
除了月球,我们的主要目标就是火星了。相对而言,我国去火星是比较晚的,也策划了各种各样的方式,最容易的是像嫦娥一号一样发射一个围绕火星的卫星。但后来,我们提出了绕、落两步并作一步走的方式,所以天问一号的任务就变成了绕、落、寻。天问一号于2020年发射,直到2021年才抵达火星,然后开始绕着火星飞行,在进一步确认着陆点后才在与中国桂林相同经纬度的火星着陆点着陆。祝融号火星探测器行进了1921米,现在进入了休眠状态。尽管我们期盼着它苏醒,但其实概率已经越来越小了。
陈征:最后,我们请贾老师简单介绍一下您所了解的探月探火航天器。
贾阳:就说说祝融号火星车吧。在做设计的时候,我们刚开始还采用的是比较传统的想法,后来又努力进行了美化。也就是说,在设计月球车时,我心里的目标还只是功能强大,等到设计火星车时,我给自己的目标做了一个提升,那就是不但功能强大,而且漂亮。这个漂亮在我心里的权重还是很高的。
祝融号有四片太阳翼,我们努力把它打造成了蝴蝶的形状。在整车的设计过程中,两个圆柱形设备对应的是蝴蝶的复眼,向前伸展的两根绿色天线对应的是蝴蝶的触角,四片太阳能电池板对应的是蝴蝶的翅膀。
我们的火星车不仅形状上漂亮,还有着强大的功能。六个车轮有各种各样的变形,去到火星的时候就像螃蟹一样是趴着的,到了火星之后就能够站起身来开始工作。六个车轮可以都偏转一定的角度,甚至可以像螃蟹一样横着走,比如在遇到前方障碍时不需要走弧线,而是可以直角转弯、横着走,同时也不像月球车那样爬20°的坡就比较费劲了,而是可以把轮子调整成45°形成六道车辙进行爬坡,此外还可以像虫子一样蠕动,即前轮往前走时中、后轮先不动,过程中车身下降,接下来前轮不动,中、后轮往前走,过程中车身升高,周而复始进行循环。尽管这是一个效率很低的运动方式,但好处是更容易脱困,即使六个车轮全部被沙子埋住也可以自行脱困。所以,在没有救援的前提下,祝融号采取的是工作效率低却安全的方式。如果其中一个轮子损坏,将会被收起、离地,另外五个轮子继续往前走。
火星是有大气的,也就会带来很多尘土的堆积。这次祝融号没有醒过来,很有可能就是太阳能电池板上积累灰尘的情况在原来一年的程度上增加了40%,哪怕等到阳光最强的时候也不足以唤醒了。我们其实还给它设计了一个本领,就是仿照夏天的荷叶,被微风一吹就把其上的水珠摇落了。祝融号的太阳能电池片上也有类似的结构,本质上是一种微观的像针一样的东西。灰尘不是死死地落在太阳能电池板上的,而是落在这个针床上,等到太阳能电池板转动时就能够甩落灰尘。但是,这个功能并没有帮助祝融号苏醒,主要是祝融号把太阳能电池板展平后全系统断电了,灰尘落在上面也没有办法。
我们还为祝融号穿上了一件“棉袄”,也就是气凝胶。这种材料具有两个特点:一是很轻,哪怕是放到花瓣上也不会导致变形;二是隔热,哪怕是用高温烧它,隔着材料的鲜花也不会枯萎。祝融号在火星上的工作是路途遥远的,在遇到特殊情况时是无法实现及时联络的,所以我们需要祝融号能够自行决定能源的使用情况。比如,今天能源充沛、周围情况很好,就全额完成工作,如果能源不足就偷点懒,如果能源严重不足就直接“睡觉”,这都是由祝融号自行决定的。以上,就是祝融号的主要本领。
陈征:非常感谢贾老师!我们从贾老师的生动讲述中,就能体会到航天事业每一步都非常艰难,我们还有很多具体的工作要做。今天,特别感谢二位老师和现场朋友们的陪伴,再见!
(根据宣讲家网报告整理编辑,
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