“祝融”踏上“荧惑”:这几天在忙啥传个图为何那么久(2)
火星表面的环境极其恶劣。贾阳说,火星大气表层光照强度大约是月球表面的三分之一;火星大气吸收太阳光蓝绿光,容易造成光谱红偏;而火星沙尘沉积将影响太阳电池阵发电,为此,研制团队专门针对光照、沙尘等情况,设计了蝶形四展太阳翼,配置了特殊的电池等。
他告诉记者,为了应对火星表面的沙尘暴天气,火星车可根据沙尘天气的轻重程度自主转入到最小工作模式、休眠模式或唤醒模式。
贾阳说,火星表面气压大约是地球大气的1%,火星表面温度白天时最高温度大约27摄氏度,晚上最低温度大约零下130摄氏度,为了应对火面的低气压以及昼夜温差,研制团队为火星车配置了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温;此外,还开展了低气压放电试验。
“火星表面岩石分布密度大约是月球表面的两倍,其土壤的物理、力学特性虽然与月壤类似,但存在因侵蚀导致的表层土壤坚硬、里层土壤松软的情况。”贾阳说,研制团队对此采用了主动悬架设计并开展了内场下陷脱困试验,通过主动悬架构型的变化,“祝融号”可以实现抬轮和蠕动,便于车轮下陷后脱困。
他告诉记者,火星表面弱光照、低温、地火通信严重受限、地面通过性差以及不可预估的沙尘天气是阻碍火星车生存及完成巡视探测的主要困难,为闯过这些难关,研制人员开展了自主及故障容限设计,确保了火星车能够有效应对严酷的环境和任务约束。
在火星“爬坡下坎”,都将探测什么?
火星表面地形复杂,“祝融号”火星车如何准确传递运动指令,进而灵活行走、“爬坡下坎”?
“这一切离不开火星车移动分系统核心传动部件——悬架减速自锁装置的支持。没有它,火星车就如断线的风筝。”中国航天科工集团所属航天江南群建精密公司项目技术负责人贺志斌说。
这次为“祝融号”保驾护航的火星车悬架减速自锁装置,由贺志斌所在的项目团队承担研制。
他打了一个比方:如果将“祝融号”火星车比作一辆“马车”,那么悬架减速自锁装置就是这架“马车”忠诚的“马车夫”。
具体来看,“祝融号”火星车左右两侧的悬架上分别装备了两种结构精密的悬架减速自锁装置,其中夹角调节用减速装置、离合器机构用减速装置各两台。
这一装置不仅体型小,而且重量轻,每台约重250克。整套传动装置相互配合,使火星车6个行走车轮独立实现抬升和降落,实现车体姿态和高低调节,以适应火星表面地形地貌,保证爬坡下坎行动自如。
贺志斌说,在天问一号探测器飞往火星7个多月的漫长旅途中,“祝融号”火星车悬架减速自锁装置要在空间和体积的严格控制下,满足高强度冲压、极寒高温等多方面的苛刻要求。这对产品的材料和性能提出了考验。
贺志斌说,攻关团队累计组织3次大型论证研讨会、内部技术研讨会10余次,开展台架跑合试验60余台次,开展热处理工艺验证32炉次,开展低温环境模拟试验18炉次,验证润滑方案5种……终于在项目模样转初样阶段前探索出了合理的技术实施方案。
他告诉记者,在攻关团队看来,只有每一道工序都通过有效验证,产品的精度和性能才能做到万无一失。在热处理方面,技术人员通过反复多次试验,找出变形规律,找到变形最小参数。为使产品性能达到要求,一个产品要进行几十次甚至上百次的试验,最终确定工艺方案。