5月22日，中國第一輛火星車“祝融號”安全駛離着陸平台，到達火星表面，開始巡視探測。“祝融號”火星車長啥樣？如何在惡劣的火星環境下開展科研探測？記者採訪航天專家，一探究竟。
資料圖：“祝融號”傳回火星照片。國家航天局 供圖
火星車是在火星登陸並用於火星探測的可移動探測器，是人類發射到火星表面並進行巡視探測的一種“特殊車輛”。“祝融”號火星車看上去像一隻美麗的“藍色閃蝶”，四隻翅膀是用於能源供給的太陽能電池板。
上圖由火星車前避障相機拍攝，正對火星車前進方向。圖中可見坡道機構展開正常;圖像上部的兩個伸桿為已經展開到位的次表層雷達;前進方向地形清晰。為獲知火星車前進方向更大範圍的地形信息，避障相機採用大廣角鏡頭，在廣角鏡頭畸變的影響下，遠處地平線形成一條弧線。
“祝融”號火星車配備了先進的主動懸架，具有蠕動，抬輪，車體升降等多種運動模式。中國航天科技集團五院火星車總體主任設計師陳百超介紹，配備主動懸架的火星車，不再擔心車輪下陷，甚至發生單個車輪故障也不會喪失移動能力。祝融號自主移動能力也非常傑出，相對傳統巡視器，最大自主導航速度和自主移動距離均有大幅度的提升。
“祝融”號火星車由結構與機構、移動、天線、熱控、供配電等10個分系統組成，具有四大主要功能，一是能夠承受整個任務過程中的力學、熱、輻射等空間環境；二是落火后火星車與進入艙配合完成釋放、分離任務；三是在火晝時完成火面感知、探測、移動等工作，在火夜時進入待機狀態，也就是“一夜好夢”；四是能夠適應火面環境，具有自主休眠喚醒能力。火星車還配置了導航地形相機、多光譜相機等6種科學載荷，可以進行科學探測；按任務要求，擁有90個火星日的設計壽命。
“為了確保火星探測一次任務完成環繞、着陸和巡視的工程目標，研製團隊針對火星獨有的光照、沙塵、大氣、溫度、土壤等特點，量身打造了‘祝融’號火星車。”中國航天科技集團五院火星探測器副總師賈陽說。
眾所周知，火星距離地球最遠距離長達4億公里遠，科研人員無法對登陸火星的火星車進行實時測控，“祝融”號基本以自主工作為主，按照火星日進行工作規劃，進行長距離自主移動，並以中繼通信作為主要遙控、遙測、數傳手段。火星大氣表層光照強度大約是月球表面的三分之一；火星大氣吸收太陽光藍綠光，容易造成光譜紅偏；而火星沙塵沉積將影響太陽電池陣發電，為此，研製團隊專門針對光照、沙塵等情況，設計了蝶形四展太陽翼，配置了特殊的電池等。
為了應對火星表面的沙塵暴天氣，火星車可根據沙塵天氣的輕重程度自主轉入到最小工作模式、休眠模式或喚醒模式。火星表面氣壓大約是地球大氣的1%，火星表面溫度白天時最高溫度大約27攝氏度，晚上最低溫度大約零下130攝氏度，為了應對火面的低氣壓以及晝夜溫差，研製團隊為火星車配置了兩套集熱器，並採用了納米氣凝膠保溫；此外，還開展了低氣壓放電試驗。
上圖由環繞器的監視相機拍攝的着陸巡視器分離過程圖像。
賈陽表示，火星表面岩石分佈密度大約是月球表面的2倍，其土壤的物理、力學特性雖然與月壤類似，但存在侵蝕而導致的表層土壤堅硬、裡層土壤鬆軟的情況，對此，研製團隊精心採用了主動懸架設計並開展了內場下陷脫困試驗，通過主動懸架構型的變化，“祝融號”可以實現抬輪和蠕動，便於車輪下陷后脫困。
火星表面弱光照、低溫、地火通信嚴重受限、地面通過性差以及不可預估的沙塵天氣是阻礙火星車生存及完成巡視探測的主要困難，為闖過這些難關，研製人員開展了自主及故障容限設計，確保了火星車能夠有效應對嚴酷的環境和任務約束。
“台上一分鐘，台下十年功。”中國航天科技集團五院專家表示，為了讓“祝融號”火星車能順利行駛在火星上，火星探測研製團隊開展了成千上萬次大大小小的分析、試驗，如今“祝融”終於踏上“熒惑”。