2。6亿公里外火星表面，祝融号自带创新温室，无惧极寒130度

　　火星的自传倾角为25.19度与地球非常相似，只是由于公转周期大约相当于地球的两倍，所以它每一个季节时间大约也是地球的两倍，也就是约6个月（约172天）。
　　祝融号去年登陆火星时，乌托邦平原南部着陆区正处于春季，而现在乌托邦平原已经进入多风沙的冬季，至7月21日将迎来冬至，祝融号火星车面临登录火星以来最严峻的考验，太阳光照不足，温度下降至最低-130摄氏度左右，魔鬼沙尘暴持续肆虐等等不利条件。祝融号火星车怎么过冬？自带的两个＂温室＂如何工作？独门绝技＂休眠＂＂唤醒＂功能如何施展？
　　首先让我们看看美国火星车是怎么过夜过冬的？
　　火星不仅冬天冷的可怕，昼夜温差最大能到一百多度，对火星车电子元器件的稳定工作提出了极大考验。电池、电子设备和计算机，是火星车的心脏和大脑，它们在温暖的火星车机身内安全温度下工作。安全温度在40 至-40 度之间，超过这个温度火星车就要出危险，要么被冻死，要么被热死。美国火星车大多数采用的保温措施为：火星车主体涂有金色保温涂层，加内部＂气凝胶＂绝缘材料防止热量溢出的方案，热源主要有：电子设备发出的热量、同位素电池主动产热（恒定的1瓦加热器）、电加热器。这种配置显然有其不足，同位素电池会一直工作不间断放热，当环境温度较高时，会导致火星车温度过高。还有，同位素电池对火星着陆可靠性要求很高，失败坠毁爆炸会污染火星环境。
　　为了保持恒温，美国火星车还配备了电加热的恒温器和散热系统。恒温器会在低温时用电加热，保持机身温度。散热系统安装在漫游车的车身壁上，使用的导热流体为CFC-12，类似于老式空调中使用的制冷剂氟利昂。然而，看似完美的温度控制，却深藏着诸多不便。首先，在火星表面电能、热量都属于稀缺资源，就这么白白散发掉着实可惜。其次，增加了这么多系统和设备，设计安装使用中，出现故障损坏等等不确定因素大大增加，降低了火星车的整体可靠性。最后，美国的多辆太阳能火星车，都因为电量不足被活活冻死。比如，机遇号，勇气号，凤凰号，维京2号。洞察号也快了。
　　祝融号火星车怎么过冬？自带的两个＂温室＂如何工作？独门绝技＂休眠＂＂唤醒＂功能如何施展？
　　祝融号自带两套御寒关键装备，一个是＂集热装置＂，另一个是＂气凝胶隔热材料＂。
　　＂集热装置＂就是我们在图片中看到的火星车背上的＂温室＂，并且还是并排两个。这些＂温室＂里面没有蔬菜苗，而是装着相变保温材料，帮助祝融号储存热量。
　　火星不同于月球，它的昼夜时长和地球类似，所以不能照搬＂玉兔＂的休眠模式，一睡一醒太浪费时间，并且祝融号在晚上也是有工作的。祝融号背部最显眼的是两个大大的集热窗，旁边的空间也没浪费都是太阳能板。集热窗由聚酰亚胺类材料制成，并由两条交叉的钢丝张紧支撑，太阳光（除远红外光谱外）透过率非常高，这就保证了收集热能的高留存率。并且聚酰亚胺类材料具有耐高温，耐极低温（在－269 的液态氦中不会脆裂），热膨胀系数极小，耐辐射性强，不易燃烧，真空下放气量很少等优点，其应用广泛，常常用于航空航天领域。
　　集热窗内部黝黑的所在就是集热器，集热器内部填充了相变保温材料＂正十一烷＂，利用它的物质相变（及物态变化）吸收太阳能。
　　＂正十一烷＂的熔点为-26度。白天，火星表面温度可升至27度，这种物质会变成液态，吸收太阳能集热；夜晚，火星表面温度降到-60度以下，这种物质会变成固态释放热量。＂正十一烷＂好储存好运输，即使泄露也不会造成火星表面核污染。它吸收释放的珍贵热量，能保证祝融号各个子系统处于稳定的温度范围中，让它们能够更稳定、更长久的工作。在正十一烷、三结砷化镓太阳能电池技术和最大功率跟踪技术的助力下，祝融号火星车太阳能利用率，由传统太阳能火星车的30%提高至80%。
　　在火星收集热量很重要，保存这些热量也很重要。祝融号的另一个御寒神器＂气凝胶隔热材料＂负责这项重任。
　　＂天问一号＂火星探测器和＂祝融号＂火星车上使用的气凝胶，是由中国航天科工三院306所研发的新型气凝胶材料（材料成份保密），共使用了两种，它们具有十分突出的轻质与隔热保温性能。并且还具有密度极小而延展性极高的特点，将其做成薄片状，只需要10克，就可以铺满一个标准足球场。
　　在火星寒冷的夜晚中，有了＂气凝胶＂保温，＂集热器＂放热，祝融火星车在＂冰火两重天＂的火星表面也能安然过夜，并正常工作。除了这些＂杠杠＂的硬件准备外，祝融号还配置了聪明的大脑--自主能源管理系统，它可以根据能源供给水平自主决策哪些设备工作，以保证整体系统的稳定。
　　如果祝融号也遇到，让机遇号倒下的那种＂火星魔鬼沙尘暴＂。发电量急剧下降，锂离子蓄电池剩余电量不足以支撑＂祝融号＂度过火星寒夜，自主能源管理系统可根据沙尘天气的轻重程度自主转入到最小工作模式、休眠模式或唤醒模式。火星冬季的太阳照射强度比夏季更少，只有月球的20%左右。所以祝融号也有小兔子的绝技＂休眠＂＂唤醒＂功能，并且全车断电彻底休息。
　　祝融号怎样把控复杂的休眠和唤醒功能？
　　首先，火星时常有持续数天甚至数月的魔鬼沙尘暴，火星车接收到的太阳光能量急剧下降。这时火星车＂休眠＂，耐心等待沙尘暴过去才能保住小命。不然火星小强＂机遇号＂火星车就是前车之鉴。
　　其次，火星上有明显的四季变化，当进入秋冬季光照强度会持续减弱，这时火星车需要像树蛙一样安全的进入＂冬眠＂，直至第二年的春季到来，再被温暖的阳光＂叫醒＂。
　　再次，火星气候复杂多变，白天火星车锂电池可能会面临，联合供电导致充电不足。工程师对这一状况也有计划：在昼转夜时，会采用安时计和查表法相结合的方式，对电池的剩余电量进行读取，当火星车的剩余电量不能过火夜时，它将转入休眠状态。
　　最后，是最重要的唤醒。与月球小兔子不同，火星车电池没有同位素保温设备，整个火星车都处于断电状态。锂电池若没有恢复到-15摄氏度以上的工作温度，是无法正常工作的。唤醒祝融号，需要首先唤醒锂电池。所以聪明的中国工程师给锂电池增加了温度继电器，用来判断锂电池的温度。当太阳能电池板重新开始工作后，优先给锂电池加热，待加到-15度左右，温度继电器能自动闭合，火星车正式唤醒，同时开始充电。
　　正是有了一系列＂软硬兼施＂的准备，天问一号探测器系统副总设计师贾阳才对祝融号的实际寿命信心满满，祝融号将探测10公里20公里外的泥火山。能收集到太阳能，能无视火星-130度的严寒，当然万里长征还需要一副好腿脚！祝融号火星车的移动系统都有哪些亮点？为什么能做到自解救不求人 ？这些凝聚着中国工程师智慧的设计，我们将在后面详解，敬请期待！
　　我是黑科技在身边，将持续更新好奇号毅力号祝融号在火星的任务进展情况，以及最新的宇宙发现，喜欢宇宙及科普的朋友请动动手指关注我，精彩不容错过。