来源:封面新闻

“祝融号”火星车车标“诞生记”

据国家航天局消息,根据遥测数据判断,5月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。

数日前,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,5月15日7时18分,“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

据了解,“天问一号”任务的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。

探测器自2020年7月23日发射以来,在地火转移飞行、环火轨道运行期间,环绕器配置的中分辨率相机、高分辨率相机、矿物光谱分析仪、磁强计等7台科学载荷陆续开机探测,获取科学数据。

火面工作期间,火星车将按计划开展巡视区环境感知、火面移动和科学探测,通过配置的地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等6台载荷,对巡视区开展详细探测。同时,环绕器将运行在中继轨道,为火星车巡视探测提供稳定的中继通信,兼顾开展环绕探测。

在“探火”行程中担任重要职责的火星车,关于它背后的故事您了解吗?近日,中国航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师、火星车设计者贾阳讲述了火星车车标的“诞生记”。

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“祝融号”火星车设计者为封面新闻撰文 揭秘火星车背后的故事

文/贾阳(中国航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师、火星车设计者)

火星(Mars)是八大行星之一,符号是♂。因为它在夜空中看起来是血红色的,所以在西方,以希腊神话中的阿瑞斯(或罗马神话中对应的战神玛尔斯)命名它。在古代中国,因为它荧荧如火,故称“荧惑”。火星有两颗小型天然卫星:火卫一Phobos和火卫二Deimos,都是以阿瑞斯儿子们的名字命名的。两颗卫星都很小而且形状奇特,可能是被引力捕获的小行星。英文里前缀areo-指的就是火星。

随着航天技术的发展,人类开始近距离对火星进行探测,中国的天问一号探测器会利用遥感、就位探测等多种形式,进一步深化人类对火星的认识。下面介绍一个火星车研制过程中的小故事,可以看到设计师们在精细的科研活动之余,流露出来的人文情怀。

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中国航天科技集团五院“天问一号”探测器系统副总设计师、火星车设计者贾阳

火星车研制出来之后,设计师看着火星车的桅杆,感觉有点不对劲。桅杆上面有三台相机,还安装了气象测量、磁场测量的设备,设计师们一直关注桅杆的承载能力、电缆是否会影响桅杆的运行,以及把设备安装在合适的位置,避免桅杆干扰火星大气流动,导致风速、风向测量结果不准确等技术问题,现在忽然发现桅杆头部不够漂亮。

为了保证相机在寒冷的火星夜晚不被冻坏,设计师为相机设计了隔热罩,罩子内部填充了一种叫做气凝胶的隔热物质,罩子外部包裹了一层亮银色的镀铝膜,为了不遮挡相机的视场,罩子的正面开了三个圆孔。远远看去,漂亮的火星车最引人注意的地方,是一个A4纸大小的白色平面,上面有三个相机的光孔。

火星的火(受访者供图)

虽然距离把火星车运往文昌发射场只有几个月时间了,但是设计师们还是不想留下任何遗憾,开始讨论美化方案。

团队在设计第二辆月球车的时候,为了在外观上把两辆车区分开来,曾经在车体的前方增加CE-4这样的型号代字,所以最简单的办法就是在桅杆头部增加这次火星任务的型号代字。可是当时天问一号这个名称还在酝酿中,没有对外公布,设计师们只能另想办法。

设想用中国文化的元素把火星车打扮得更漂亮一些,曾经想采用红色的中国结,讨论后感觉把中国结放在火星车额头的位置有点怪怪的,考虑很多其它能代表中国文化特征的元素,逐渐聚焦到了书法……

开始没有人接这个活,本着有事找专家的工程思路,赶紧联系以沙画闻名的苏大宝先生。苏先生是湖南人,年轻、热情。说他热情,是因为知道他会把这件事当个事情去做,不会好久杳无音信,说他年轻,意思是说这件事万一最后没做成,不至于被埋怨。果然,苏先生慨然应允,答应一周之后回复。

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火字稿(受访者供图)

“能有机会给火星车书写‘火’字,这是令人无不激动、无上荣幸的事情,尤其是对于一个搞艺术的人来说。接到任务的那一刻,我决心尽全力来对待这件事情。首先,我尽可能的搜集了古往今来关于‘火’字的各种字体和写法来做创作的参考。然后,我分别用甲骨文、篆书、隶书、楷书、行书、草书的字体书写了估计有上千个火字,最后从中挑选了十几个作为备选方案。”——苏大宝先生

收到苏先生的文稿后,设计师们讨论时犯了难,主要有两个方面的问题。

第一个问题是关于大小。前面已经说过,在桅杆前面有三台相机的镜头,如果为了到达火面之后,在照片之中看得清楚些,字应该尽可能大,那就要把字形图案与其中的一个相机镜头联合设计。苏先生已经考虑了这一点,设计了前两排,至少8个方案,但是实际上镜头的尺寸比图片中的尺寸大得多,想要和谐地结合起来并不容易。

如果把图缩小一点,躲避开镜头,设计倒是容易些,但是在照片里面能不能很好成像呢?设计师们赶紧把火字打印出来,模拟在火星工作时候的相机成像距离拍摄,发现只要线条不是太细,在图片中分辨出来没有问题。因此决定避开镜头位置,采用小方案。

第二个问题是工艺。书法中虚实、笔法走向严格,在火星车上实现时,采用的是把膜划开凹版粘回去的方法,精确地实现笔划走势很困难,所以大家倾向于右下角的甲骨文方案。这个方案笔划可以粗壮些,有利于成像,即使有些变形,也不影响效果,而且甲骨文代表着文字之初,寓意着华夏文明的源远流长,意境充沛。

桓术火仓之记(受访者供图)

可是问题来了。在征求意见的时候,很多人都把这个字读成了“山”。毕竟大家都不是古文字学者,不知道甲骨文的“山”字底下不是弧线,而是一条水平线。为了避免误会,开始与苏先生讨论其它方案的完善。

“在收集资料的过程中,我发现一枚宋代篆体官印‘桓术火仓之记’,其中火字的造型很有意思,为了规避汉字笔划数量差异悬殊的问题,制作印章时,对笔划较少的字采取了曲折复杂化的处理方法,以求字间的均衡,这种处理被称为九叠篆,这个方案图案饱满、装饰性强。我进一步把书法、篆刻的表现手法结合起来,形成了一款新的建议。这个图案稍加想象,包括了中国火星四个字的意象,印信图案的意义不言而喻,具有很强的中国文化特征。”——苏大宝先生

大家觉得这个方案寓意很好,工人师傅们也觉得笔画平直,实现起来更容易控制,大家达成了共识。

九叠篆火字(受访者供图)

在文昌发射场,师傅们精心制作了这个图案,小心翼翼地安装到火星车上,大家感觉这就是火星车的车标。期盼一切顺利,等到火星车在火星表面工作时,大家应该能够看到它。

当然火星车的师傅们也做了一个副本,并签名留作纪念,纪念为火星车忙碌的日日夜夜……

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留在地球的火星车车标(受访者供图)