祝融号有哪些技术特色？太阳能电池片像荷叶疏水一样除尘

2020年发射窗口，中国的祝融号和美国的毅力号火星车同时出发，目前均在火星表面开展探测活动。我国由此成为第二个在火星上开展巡视探测的国家，也是唯一一个同时开展月球和火星巡视探测的国家。

祝融号火星车到达火星表面后，有关部门发布了火星车拍摄的照片，引起人们广泛关注。特别是看到利用WiFi分离探头从第三方视角拍摄的火星车与着陆平台的合影时，大家纷纷点赞祝融号火星车，并把这张图片称作“融融拍了拍陆陆”。

截至今年7月30日，祝融号火星车在火星表面已工作75个火星日，当天完成了对第二处沙丘地貌的科学探测。后续，它会利用表面成分探测仪和多光谱相机等科学载荷，对更多目标开展详细探测。

可以说，人们已了解到“融融”的可爱与敬业。那么，它有哪些技术特色呢?让我们一探究竟。

我们的设计定位为“二代半”

设计火星车之初，有国外专家问起中国第一辆火星车的设计定位。对于这个问题，我们给出的答复是：美国利用25年先后发展了三代火星车，单从重量的角度看，分别为第一代的10千克级别、第二代的100千克级别和第三代的1000千克级别，各方面的能力也随之不断提升。我们的祝融号火星车重量为240千克，仅从重量看，它属于第二代。

随着技术发展，我们的祝融号火星车设计定位是“二代半”。这个多出的“半代”，主要体现在火面移动、生存、自主技术等方面的先进性上。

主动悬架啥地形都不怕

火星表面地形复杂，既有陡坡、大石块，也有松软的沙地。美国火星车在工作过程中，曾遇到难以翻越的沙土质陡坡，也曾陷入沙土中无法移动。祝融号火星车采用了主动悬架移动系统，其目的就是使火星车在复杂地形条件下，具备较强的通过能力。

在平坦的硬路面上运动时，火星车保持主动悬架机构的主动关节锁定，此时悬架退化为被动悬架。遇到石块障碍比较高的情况，可利用主动悬架将车体抬高。在难以通过的软土沙地，特别是车轮发生较大沉陷无法顺利通过时，可采用尺蠖运动方式脱困。

首先，两个前轮向前运动，中轮和后轮不动，车体高度随之逐渐降低。然后，前轮不动，中轮、后轮前进，这个过程中车体高度逐渐抬高。接着，再持续重复上述过程。这样的尺蠖运动方式，运动效率虽然比较低，但沙地脱困效果非常好。

靠集热窗实现“保暖”

火星表面温度偏低，在火星车顶部，安装的像双筒望远镜一样的设备，叫作集热窗。窗口有一层薄膜，可见光能顺利透过，车体发出的远红外线却无法透出，从而起到保温效果。

阳光透过集热窗后，能量被一种叫作正十一烷的物质通过相变方式储存。火星白天温度升高，这种物质吸热融化;到了晚上温度下降时，这种物质会在凝固的过程中释放热能。能量的转换方式变成了“光能-热能-相变能-热能”，效率可达到80%以上。

当前，火星上正值盛夏，祝融号火星车会“感觉”稍稍有点热。不过，等火星到了秋季之后，收集热能的这个本领就会显示出效用了。

太阳能电池片像荷叶疏水一样除尘

在火星表面工作，不可避免地会受到火星尘的影响。最直接的影响，就是导致太阳能电池输出功率下降。因为火星车工作所需要的电能都来自太阳能，如果电能不足，火星车只能在火星表面“睡觉”。

在夏季，我们观察荷叶上的水珠，可以发现，荷叶与水间并没发生浸润，荷叶随风摇曳的过程中，水珠很容易滚落。借鉴自然界荷叶的疏水原理，科研人员在电池盖片上增加了超疏基微观结构。这些结构的尺寸比火星尘颗粒的特征尺寸还要小，当火星尘与之接触时，就相当于与一个纳米级的“针床”接触，而不是与一个平面接触。这大大减小了火星尘颗粒与电池片之间的接触面积，从而减弱了它们之间的附着力，使火星尘不易沉积，即便沉积后也更容易移除。

火星车采用了超疏基电池盖片，其中两个太阳翼还可调整到竖直状态，便于火星尘滑落。

超疏基微观结构的制备方法有很多种，火星车上采用的是湿化学腐蚀法。测试发现，改进后的太阳能电池片，除尘效果达到了80%以上，特别是对粒径75～125微米范围内的尘埃颗粒，除尘效果可达95%。

由自己决定何时“睡觉”何时“起床”

火星表面也会有局部沙尘天气，严重时甚至蔓延到火星的大部分地区，成为全球性沙尘暴。美国的机遇号火星车在火星表面工作了15年，就是因为一次严重的沙尘天气而中断了工作。