5月22日10時40分，“祝融”號火星車安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測。

火星車攜帶6臺探測儀器

天問一號任務的科學目標是研究火星形貌與地質構造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質組成、火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征、火星物理場與內部結構等。

探測器自2020年7月23日發(fā)射以來，在地火轉移飛行、環(huán)火軌道運行期間，環(huán)繞器配置的中分辨率相機、高分辨率相機、礦物光譜分析儀、磁強計等7臺科學載荷陸續(xù)開機探測，獲取科學數(shù)據(jù)?；鹈婀ぷ髌陂g，火星車將按計劃開展巡視區(qū)環(huán)境感知、火面移動和科學探測，通過配置的地形相機、多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等6臺載荷，對巡視區(qū)開展詳細探測。同時，中國航天科技集團八院抓總研制的環(huán)繞器將運行在中繼軌道，為火星車巡視探測提供穩(wěn)定的中繼通信，兼顧開展環(huán)繞探測。

中國航天科技集團八院811所承擔了火星車電源產品的研制任務，同樣作為月球車電源產品的研制單位，針對火星和月球兩種截然不同的環(huán)境，火星車和月球車電源產品有哪些區(qū)別呢？

“祝融”號火星車安全駛離著陸平臺模擬圖。 國家航天局 圖

“與眾不同”的火星車太陽電池

不同于月球，火星上有大氣，當大氣運動引起的巨大沙塵暴讓火星車受到沙塵的遮蓋時，接收到的太陽光能量急劇下降，這時就必須為火星車設計一個“休眠”模式，耐心等待沙塵暴過去。其次，火星上有明顯的四季變化，當進入火星深秋后，光照強度會持續(xù)減弱，而火星太陽輻照強度僅為月球表面的20%，這時，火星車需要進入長期的“冬眠”，直至第二年的春季到來。

火星氣候非常惡劣，對火星車的考驗也更加嚴苛。

同時，考慮到火星氣候的復雜性，火晝時鋰離子蓄電池可能會面臨聯(lián)合供電進而導致充電量不足的情況，研制人員也為火夜制定了一份休眠喚醒“備份”計劃：在火晝轉火夜前，對鋰離子蓄電池的剩余電量進行判讀，當蓄電池的剩余電量不足以支撐火星車度過火夜時，火星車轉入休眠狀態(tài)。如何及時并準確地判斷鋰離子蓄電池的剩余容量就顯得至關重要。

鋰離子蓄電池設計師王曉銳介紹，目前航天器在軌的鋰離子蓄電池容量判讀方法一般有兩種，安時計和查表法，“但由于火星光強不足導致蓄電池火晝時不能充滿電，安時計無法進行滿充校準，累積誤差會越來越大；且地火來回通信至少需要30分鐘，導致查表法不能及時準確判斷蓄電池剩余容量。為此，我們采用了將安時計和查表法結合使用的方式?！?/p>

火星車配備了大尺寸太陽能電池板。

電源控制器設計師陳達興介紹，“與月球車不同的是，火星車鋰離子蓄電池不具備保溫設備，若沒有從-90℃的最低溫度恢復到-15℃的工作溫度，即使喚醒了，也無法正常開展工作。休眠的時候整器會斷電，至于什么時候再喚醒，我們需要先參考鋰離子蓄電池的溫度?！?/p>

研制人員給鋰離子蓄電池增加了溫度繼電器，用來判斷鋰離子蓄電池的溫度。當太陽電池重新開始工作后，優(yōu)先給鋰離子蓄電池加熱，待加到-15℃左右，溫度繼電器自動閉合，火星車真正喚醒。

深空探測任務中，航天器唯一的能量來源，就是太陽的能量。在火星車上，有四塊“特別訂制”的太陽能電池陣，為了順利完成此次火星車的預定任務，它們經歷了一段不平凡的研制歷程。

如果說月球巨大的晝夜溫差是研制人員面臨的最大難題，那火星上的未知光譜更讓811所研制人員頭疼。

通過查閱大量的文獻資料、對火星光譜仿真、與國際的相關資料比對分析，研制人員確定了火星光譜條件，奠定了研制工作的基礎。

火星表面的光譜與地球軌道、月球軌道的光譜不同，這就意味著火星車太陽電池的“與眾不同”。研制人員對太陽電池進行了重新設計，根據(jù)火星的光譜作了相應的調整和優(yōu)化。但受火星車自身體積重量限制，以及火星表面光照條件、火星塵埃等自然環(huán)境條件影響，太陽電池陣的發(fā)電能力被大大削弱，該如何解決這一問題？

研制人員創(chuàng)新性地在火星探測任務上首次使用了最大功率跟蹤技術，這也是該技術在國內航天領域的首次在軌應用，陳達興告知：“跟蹤精度高達98%，相比傳統(tǒng)電路，提高了太陽電池20%的利用效率，既解決了火星車能源緊張問題，也在減少太陽電池陣面積的同時減輕了電源產品的重量?！?/p>

火星塵埃在太陽電池表面的堆積也會極大影響火星車的能量獲取效率。研制人員為此開展了關鍵技術攻關，通過表面處理和結構設計在太陽電池玻璃蓋片表面做了特殊涂層，“表面處理在于降低火星塵埃和太陽電池的相互吸引力，結構設計在于減少兩者的接觸面積，這些都通過了驗證，滿足了要求?！蓖跷膹娙缡钦f。