火星上的“中国风”

张田勘

火神就位

为什么中国的火星车叫祝融？

单从字面理解，祝是祭祀，祭火，祭光明，祭祀天帝；融是萤火虫，像星星一样闪光，在黑夜里明亮。祝融又是我国原始社会末期著名氏族领袖之一，名重黎，是黄帝后裔高阳氏的玄孙。帝喾高辛氏时，他任火正之官受封于有熊氏故墟，就是如今的河南新郑一带。他以火施教，为民造福。帝喾为其命名祝融，后世尊为火神。

既然祝融是中国上古神话中的火神，而火的发现和应用驱散了黑暗，带来了温暖，也改变了人们的饮食——熟食提供了更高的营养，也促进了人类的演化，并提升了人类文明。因此，以祝融命名中国的火星车寓意点燃中国星际探测的火种，指引航天人不断超越自我，逐梦星辰。

天问一号由着巡器与环绕器组成，降落火星之后，着巡器又分体为着陆器和巡视器两部分，后者就是祝融号火星车。天问一号有三大任务，即“绕—落—巡”，而最后一个“巡”的任务分量最重，因为，火星长什么样，有什么成分，火星大气由什么组成，以及火星的温度温差等，都要由祝融号火星车的巡游来探测。

祝融号火星车在火星上的探测和研究时间初步定为90天，一旦出现故障，就无法完成既定的任务。在火星上待的时间越长，越有利于了解火星并完成所有探测任务。因此，祝融号火星车有许多创新。

祝融号火星车有4片电池板，侧端两片，尾端两片。这种设计让火星车既能保持爬坡能力，还能获得更大面积的太阳能板，电力供应更充足。而且，祝融火星车的太阳能板表面有一层微结构膜，与莲叶表面的结构类似，使得火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，后者可以极大减小火星尘埃与电池板表面的摩擦力，同时祝融号火星车还能自己清洁太阳能板，也能延长火星车的寿命。

祝融号火星车自带两个“温室”，并采用纳米气凝胶相变保温材料保温。所谓相变保温材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。而且，祝融号火星车不会造成火星表面核污染，不仅如此，相变保温材料较高的相变潜热可以在相变期间吸收、释放大量的热能，从而保证火星车处于稳定的温度范围。

祝融号火星车的这些创新，保证了它能在火星表面较长时间执行任务。

各显神通

现在，火星上同时有中国和美国的三辆火星车和一个火星探测器在进行科学探索。它们是中国的祝融号、美国的好奇号和毅力号火星车，美国还有一个没有“腿”、不能跑的洞察号火星探测器。

其实，迄今已经有超过30台火星车到达过火星。其中主要的有，1971年11月27日，苏联的火星2号火星车坠毁于火星；1971年12月2日，苏联的火星3号火星车成功登陆火星，遗憾的是，这辆火星车只工作了大约20秒就与地球失去联系；1976年7月20日美国的海盗1号火星车在火星表面成功着陆；2004年1月25日，美国的机遇号火星车成功登陆火星；2012年8月6日，美国的好奇号火星车登上火星；2021年2月18日，美国的毅力号火星车成功登陆火星赤道以北伊希地平原的耶泽罗陨石坑……

所以，从严格意义上看，成功登陆火星的，只有美国和中国。不过，目前成功到过火星轨道的有苏联、美国、印度、欧空局、阿联酋、中国，他们都已经完成“绕”这个阶段。

中国和美国的火星车有一些不同的地方。首先是在动力上，中国的祝融号火星车是以太阳能作为动力源，因此它需要靠作为“防寒服”的纳米气凝胶保温材料来防止热量散失和保温隔热。纳米气凝胶非常轻，而且隔温性能好，可以将1000摄氏度以上的高温阻隔到可接受的温度范围。但是，如果靠太阳能作为动力，由于纳米气凝胶保温材料的老化，使用时间有限，设计的使用寿命为3个月。

美国火星车采用的是核能。毅力号和好奇号都是核动力火星车，它们都配备了一样的核电池，称为多任务放射性同位素热电发生器。核电池的设计用途就是在火星这样拥有大气层的行星，或者在真空的太空环境中使用。因此，毅力号和好奇号配备的核电池不但提供了动力，也是一个能够可靠发热的“暖宝宝”，为火星车和配套仪器提供热能，防止它在严寒时停止运作。

由于核能能长时间供能，也无须担心太阳能电池板因光照不足而丧失动力，继而造成仪器停止运作，甚至因低温而面临报废，因此毅力号和好奇号在火星上执行任务的时间更长。好奇号火星车在火星上已经待了近9年。

在质量上，中国和美国的火星车有较大不同。从外形大小看，祝融号火星车与毅力号火星车差别不大，长度像是小汽车，宽度和高度类似一辆小型越野房车。但两者的质量差别较大，祝融号火星车有240千克，毅力号火星车达一吨多，仿佛摩托车和家用小汽车的区别。

原因在于，美国的火星探测系统没有携带需要大量燃料的环绕器，尽管美国的着巡器是4吨多的发射质量，少于5吨左右的天问一号，但美国的火星车可以设计得更加精密复杂。毅力号火星车还携带了人类第一架在火星飞行的迷你太阳能直升机机智号。天问一号虽然发射质量大，但有約一半的“体重”都是燃料，无法搭载类似于毅力号的装备。

中国视角

中国的祝融号火星车已传回火星的一些照片，其中显示火星上的地貌比较平坦和开阔，与之前美国海盗二号火星车拍摄的火星照片差别很大。海盗二号拍摄的火星照片显示，其四周都是嶙峋怪石，几乎很难找到一块平坦的地区。原因在于，祝融号火星车着陆的乌托邦平原非常大，是一个撞击盆地。但海盗二号降落地的不远处就是一个巨大的陨石坑，它拍摄的石头可能是小行星撞击散落的碎片。

无论是祝融号，还是海盗号，以及其他火星车，拍摄的照片有区别也有相似，这是一个拼接火星全貌的过程，因为，在火星的不同地方，照片所显的环境不一样，正如在地球上的北极和赤道一样。

接下来，中国和美国的火星车都会在火星表面完成相同相似而又有不同发现的科学探索历程和任务。22日10时40分，祝融号火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。接下来，祝融火星车作为天问一号最重要的工具，其科学目标是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。

现在，美国好奇号火星车已经早于祝融，发现了火星上的一颗“钢珠”，闪耀着金属光泽。通过对比以及大量的数据分析，得知这颗火星钢珠大约有5毫米的大小。美国国家航天局通过对火星地质的研究发现，火星上有一种含有硫酸钙、钠和镁等成分的岩石，因为长期的风化作用，所以使它们变成了圆形，看起来和“钢珠”一样。此外，在近期发表的一篇预印本论文中，一些科学家认为，美国毅力号火星车拍摄的火星表面照片已经显示了某种微生物的存在。不过，研究小组也承认，还需要进一步证实。在火星上不能跑的洞察号火星探测器是在火星地表用钻头打洞，以考察这颗红色行星内部的热状态，了解火星的地质活动。

相比之下，中国的祝融只是刚刚迈出起跑线，要在火星探索中有所作为，还有很长的路要走。