你敢信吗?一辆火星车在极端恶劣的火星表面,硬生生熬到了5000多个火星日。它原本的设计寿命,才不到670个火星日,相当于超期服役快8倍。最近NASA特意为这个里程碑,放出了一组特别的火星全景照,称它是好奇号寄回地球的“火星明信片”。

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好奇号是2012年8月6日成功登陆火星的,落脚点选在了盖尔陨石坑,登陆后就一直按计划开展科学探索。现在它已经跑满5100多个火星日,换算成地球年,已经超过14年了。这次的两张全景照,一张是第5000个火星日的上午拍的,另一张是第5003个火星日的下午拍的。拍摄地点在夏普山下部山麓的一处沙质山脊,刚好集齐了火星清晨和黄昏两种不同的光照效果。

很多人看到新闻都好奇,火星环境那么差,好奇号为啥能活这么久。火星平均温度只有零下63摄氏度,赤道白天被太阳晒到能到20摄氏度,晚上直接掉到零下130摄氏度以下,昼夜温差超过150摄氏度。这么大的温差,金属材料会反复热胀冷缩,车上的元器件、线路和机械结构很容易老化脆裂。火星没有磁场保护,大气层又薄,宇宙辐射直接轰到表面,时间久了仪器设备也会被破坏。

除了温度和辐射,沙尘暴也是火星车的头号杀手。火星大气虽然稀薄,但照样会来大范围沙尘暴,一来就是几个星期甚至几个月,漫天沙尘把太阳遮得严严实实。之前退役的机遇号,咱们的祝融号,结束使命前都遇到过沙尘暴。碰到这种天气,太阳能火星车基本都扛不住。

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之前不管是美国的勇气号、机遇号,还是咱们的祝融号,走的都是太阳能发电路线。沙尘暴一来,沙尘挡住阳光不说,还会慢慢落到太阳能板上,把板盖得严严实实,发电效率暴跌到几乎为零,最后只能静静失联。好奇号根本没这个烦恼,它压根不用太阳能发电,人家带的是核电池。

这个核电池全称叫放射性同位素热电发生器,原理说起来很简单,就是靠钚-238衰变释放热能,再直接把热能转换成电能。衰变产生的多余热量还能给整车保温,哪怕晚上温度降到零下130多度,也不会被冻得罢工。钚-238的半衰期很长,能量释放得很慢,虽然功率会逐年下降,但这么多年过去,依旧够支持好奇号正常干活。

除了核电池这个超强buff,好奇号本身的设计也留了后手。车上很多传感器、电路都准备了备份,哪怕其中一个出了故障,也不会直接任务失败,切换到备份设备就能接着干。这也是它能撑这么久的重要原因。

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不过核电池也不是无限续航,能量总有耗尽的一天。随着钚-238不断衰变,核电池的功率会越来越低,好奇号能用到的电量也会越来越少。未来为了保留核心功能,估计也会像旅行者1号、旅行者2号那样,一点点关闭非必要的仪器。等最后电量彻底耗尽,好奇号就会和其他退役火星车一样,和地球彻底失联,如果遇上大沙尘暴,说不定还会被沙尘彻底覆盖。

说完好奇号的趣闻,咱们来说说咱们中国自己的探火星计划。现在人类探火星的节奏越来越快,已经从绕、落、巡阶段,进阶到取样返回阶段了。我们之前已经完成了绕落巡,接下来就要实现火星取样返回,把火星的岩石土壤带回地球研究。

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按照计划,我们会在2028年前后发射天问三号任务探测器,去火星完成取样。和当年嫦娥五号去月球取样一样,探测器会把样品封装好,再送回地球。一切顺利的话,我们预计2031年前后就能拿到来自火星的样品了。

现在全世界还没有任何一个国家完成过火星取样返回,美国原本的相关任务已经取消了。这也意味着,我们非常有望成为全世界第一个成功带回火星样品的国家。这份样品对全人类的探火研究,都有着里程碑式的意义。

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这么多年来,科学家一直猜测火星可能存在过生命,甚至现在还有未被发现的生命痕迹,但一直找不到实锤。之前火星车上的探测设备能力有限,只能在火星表面做有限的研究,得出的结论局限性很大。等拿到火星样品回到地球,我们就能在顶级实验室里做全方位的分析研究。如果火星真的有过生命,样品里肯定会留下痕迹,我们就能直接拿到答案,天问三号的核心目标,就是探寻火星生命的存在痕迹。

参考资料:央视新闻 《好奇号火星车已在火星工作超5000个火星日》