Китайский марсоход Zhurong продолжает исследования

0
249 views
марсоход Zhurong

Первый китайский марсианский вездеход Zhurong, который потерял связь с Землей примерно на месяц во время соединения Солнца, отправил обратно сигнал с расстояния 400 миллионов км о том, что он находится в нормальном состоянии.

Во время соединения Солнца, когда Марс и Земля движутся по обе стороны от Солнца и все три почти идеально выровнены, солнечное электромагнитное излучение увеличивается, нарушая и даже заглушая связь между зондами Марса и Землей.

марсоход Zhurong

Забота о Чжуруне

Команда дизайнеров заботилась о Чжуруне так же, как люди заботятся о ребенке, уехавшем в летний лагерь, – сказал Цзинь Шэнги, заместитель главного конструктора по подсистеме дистанционного управления Zhurong из Китайской академии космических технологий (CAST).

«Мы заботились о Zhurong, но мы полностью уверены в нем. При разработке мы учли все возможные ситуации», – отметил Цзинь.

Чен Байчао, главный конструктор Zhurong из CAST, сказал, что будет очень сложно поддерживать космический корабль в нормальном состоянии в течение такого длительного времени без наземного контроля. Но у Чжуронга есть автономные системы, разработанные, чтобы справиться с соединением Солнца и зимой на Марсе.

По словам Чена, марсоход прошел более 1000 метров с момента его приземления на Марс в южной части Утопии Планиция в мае 2021 года. После соединения Солнца он направится на юг, чтобы найти грязевые вулканы, которые интересуют ученых, расположенные на расстоянии около 10 км.

Активная подвеска

Перед Чжуруном на Марс высадились пять американских марсоходов. Несмотря на опоздание, у Zhurong есть уникальное нововведение: это первый марсоход, оснащенный активной подвеской.

Идея активной подвески принадлежит Чену, который имеет опыт работы в области наземной техники.

«Марс имеет сложный рельеф с мягким песком и камнями, и мы опасаемся, что марсоход утонет в песке. Активная подвеска позволяет марсоходу вылезать из ловушки, как червяк. Он также может ходить боком, как краб, гибко избегая препятствий и поднимаясь по крутым склонам », – отметил Чен.

Имея высоту 1,85 метра и вес 240 кг, Чжурун может путешествовать по Марсу со скоростью 200 метров в час, что аналогично скорости китайского лунохода Юту-2. Но Zhurong преодолел более 1000 метров за три месяца, быстрее, чем Yutu-2 сделал за два года.

«Zhurong с хорошей памятью более способный и надежный. Он может выдерживать как холодную, так и жаркую среду, поэтому он может путешествовать быстрее и дальше», – сказал Чен.

Первоначально наземное управление составило план для Чжуронга по выполнению задач по восприятию окружающей среды, научному обнаружению и движению в течение трехдневного цикла. Однако позже он был изменен на однодневный цикл. Zhurong до сих пор оставался стабильным и хорошо выполнял задания.

Умный марсоход

В глазах Цзя Яна, заместителя главного конструктора зонда Tianwen-1 от CAST, марсоход похож на предприимчивого мальчика, который усердно работает, чтобы получить больше результатов до марсианской зимы.

Марс находится далеко от Земли, и односторонняя связь между марсоходом и наземным управлением занимает около 20 минут. Так что наземный контроль не может своевременно реализовать работу марсохода.

Дизайнеры дали Zhurong возможность самостоятельно решать сложные проблемы. Как умный вездеход, он связывается с Землей только один или два раза в день. Он может планировать свой собственный путь и избегать препятствий, а также может решать, когда спать и просыпаться, в зависимости от изменений окружающей среды.

«Связь между марсоходом и орбитальным аппаратом начинается, когда орбитальный аппарат пролетает над марсоходом, поэтому время очень важно. Если космические частицы вызывают сбои в работе бортового компьютера марсохода, это нарушит систему времени марсохода, – сказал Цзя. – Мы разработали набор алгоритмов для Чжуронга, чтобы вычислять время на основе траектории солнечного света, как выживание в дикой природе».

Выживание на Марсе

Сильные ветры, каменистые поверхности и песчаные бури – окружающая среда на Марсе намного суровее, чем на Земле. Однако конструкторы оптимизировали способность марсохода выжить в марсианской среде.

По словам Цзя, скопление марсианской пыли на солнечных крыльях марсохода может повлиять на эффективность выработки электроэнергии.

«Благодаря особой конструкции солнечных крыльев, пыль, падающая на них, будет легко унесена ветром, как капли воды, сброшенные с листьев лотоса», – сказал он.

Чен Байчао отметил, что первоначальный дизайн Чжуруна состоял только из двух солнечных крыльев. Дизайнерам нужны были солнечные панели большего размера, и они предложили более 10 решений, таких как складывающиеся крылья в виде летучей мыши и гибкие солнечные крылья.

Чен был вдохновлен крыльями голубой морфо-бабочки и решил сконструировать крылья марсохода, как у бабочки, разворачиваясь в два этапа.

Поддержка тепла

Дизайнеры также установили на вершине Zhurong устройство для сбора тепла, первое в своем роде, используемое в вездеходе, чтобы согреться в ночное время.

Устройство использует химическое вещество под названием н-ундекан для хранения тепловой энергии. В течение дня вещество поглощает тепло и тает, а когда температура падает ночью, оно выделяет тепло в процессе затвердевания, чтобы марсоход оставался в тепле.

Свет на Марсе – еще одна проблема.

«Свет на Марсе нестабилен, и здесь присутствует рассеянный свет. Мы понятия не имели, насколько он будет способствовать выработке энергии с помощью солнечного крыла», – сказал Чен.

После года экспериментов и исследований разработчики создали теоретическую модель солнечной энергии на Марсе. Теперь они могут делать выводы о погодных условиях на планете с помощью этой модели.

Китайские следы

Чжуронг оставил китайские следы на песке красной планеты. На поверхности задних колес марсохода начертан китайский иероглиф «Чжун» – первый иероглиф слова «Чжунго», что означает Китай. Персонаж «Чжун» запечатлен в двух колеях, оставленных марсоходом, когда он движется по поверхности Марса.

«Мы высекли Чжун на поверхности колес не только в символических целях, но и по техническим причинам. Мы можем измерить коэффициент скольжения марсохода по расстоянию между символами Чжуна», – сказал Цзя.

Окружность колеса составляет один метр. Если расстояние между символами Чжун составляет один метр, это означает, что ровер работает нормально. Если расстояние явно меньше, значит, марсоход заносит, и он может утонуть в песке.

«Когда мы проектировали марсоход, мы провели множество мозговых штурмов, чтобы извлечь уроки из любого образа мышления. Нам нужен не только мощный марсоход, который может нормально работать на поверхности Марса, но и красивый марсоход, который может представлять собой самый высокий уровень Китайской космической техники”.

После того, как марсоход был закончен, дизайнеры захотели использовать элементы китайской культуры, чтобы сделать его более красивым. Художник Су Дабао создал узор с китайским иероглифом «огонь», используя сочетание китайской каллиграфии и вырезания печати. Орнамент был установлен на «голове» марсохода перед его запуском.

«Чжурун дает нам марсианский взгляд на нашу Солнечную систему, дает более глубокое понимание Вселенной и вдохновляет нас задуматься над старыми вопросами: Кто я? Откуда я пришел? Куда я пойду?» – подчеркнул Цзя.

Напомним, что до этого Китайский марсианский зонд также вышел на связь