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中国祝融号在火星上失联了!科学家:遭到强烈辐射干扰

2021-10-12  火星科普

根据中国国家航天局(CNSA),自九月下旬开始,我国的祝融号火星车、天问一号轨道器与地球的通信开始变得断断续续,最近更是通信中断,完全失联。那么,火星上到底发生了什么事情?为什么探测器会失联?

今年2月,我国发射的天问一号火星探测器到达火星轨道。三个月后,着陆器携带祝融号火星车成功登陆火星。自那之后至今,祝融号已经在火星上度过了150天,远超原本90天的设计寿命,并传回了大量的火星地表探测数据。

但在最近几天,无论是祝融号,还是美国宇航局(NASA)的毅力号、好奇号、洞察号,都与地球出现通信中断,这些探测器全都失联。这并不是因为火星上发生了什么灾害,而是因为太阳的阻隔。

地球和火星在各自的轨道上绕着太阳公转,它们的公转角速度并不一致。因此,火星与地球有时会靠近,而有时又会远离。根据火星和地球的轨道周期来计算,火星的会合周期为2.1354年,差不多是26个月。

每隔两年多的时间,火星就会接近地球一次,这是从地球上发射探测器前往火星的最好时机。另一方面,每隔两年多的时间,火星也会远离地球一次,地球与火星位于太阳的两侧,三个天体基本上处在同一条直线上,这就是日凌现象。

目前,地火距离可达3.92亿公里,即便无线电信号能够传输,以光速从火星传回地球也要21分钟的时间。当然,在地球与火星之间隔着太阳的情况下,地火之间的通信将会被迫中断,这一切要归因于强大的太阳。

太阳核心正在进行剧烈的氢核聚变反应,每秒有430万吨的氢原子核转变为3.8×10^26 J的能量,这相当于目前全球人类每年消耗总能量的100万倍。在如此巨大能量的驱动下,太阳十分活跃。

太阳本身很大,直径大约140万公里。而且太阳表面还会不断喷射出大量的高温等离子体,在太阳周围绵延几百万公里,这就是太阳的日冕,那里的温度可以超过100万度,远高于5500 ℃的太阳表面。

在太阳及其日冕的强大辐射干扰下,地球与火星之间的通信严重受阻,从而导致火星上的探测器失联。对此,我国科学家早已经让祝融号做好了度过日凌的准备。

在日凌期间,祝融号会自动进入原先设定好的特定模式。此时,祝融号暂时停止探测工作,待在原地不动,但很多设备仍然处于运行状态,并没有进入彻底的停机休眠模式。日凌只是火星与地球的信号发生中断,火星上的情况并没有什么变化。

目前在火星上运行9年的NASA好奇号火星车,已经遇到过4次日凌现象,都能安然度过。虽然我国的祝融号是第一次经历日凌现象,但此前我们已经做好充足准备,相信也能平稳度过。

总之,目前的这种通信中断只是暂时的。待到本月中旬,一旦过了日凌,没有了太阳的阻挡和干扰,火星与地球将会再次取得通信,我们又会接收到祝融号传回的信号,同时也能给祝融号发射指令。

祝融号已经在火星上累计行驶了大约1.2公里,这个距离超过了玉兔二号在月球上的总行驶距离(839米)。考虑到火星环境完全陌生,祝融号每走一步都会十分小心,所以行驶速度会有所限制。 

在祝融号自主探路行走时,每小时可以前进50米。如果祝融号“马力全开”,每小时可以行驶200米。相比之下,NASA的好奇号9年总共也就走了26.3公里,比祝融号更早3个月登陆火星的毅力号累计走了2.6公里。

按照计划,祝融号接下来将会一路向南行驶,前往20公里外的一处特殊区域,那里可能有泥火山,或许可以在那探测到水甚至生命的痕迹,期待祝融号给我们带来更多的惊喜。

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