沙塵暴讓火星車(chē)差點(diǎn)喪命？

我們遙望億萬(wàn)公里之遙的火星，覺(jué)得它好像一直靜靜地呆在那里，上面是特別安靜的世界。實(shí)際上，火星非?！氨┰辍?，經(jīng)常刮起沙塵暴。自從人類(lèi)向火星發(fā)射探測(cè)器，就親眼目睹過(guò)好幾次全球沙塵暴。比如1971年，水手9號(hào)航天器抵達(dá)火星的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)火星被塵?；\罩著。從那時(shí)起，科學(xué)家在1977年、1982年、1994年、2001年、2007年和2018年都監(jiān)測(cè)到了大型火星風(fēng)暴。據(jù)研究，全球沙塵暴平均每十個(gè)火星年會(huì)發(fā)生大約三次。

不知你注意到?jīng)]有？被派往火星上的探測(cè)器設(shè)計(jì)的任務(wù)時(shí)間都很短，有時(shí)候只有幾個(gè)月。為什么不讓它們多干點(diǎn)活？這可要跟沙塵暴好好算賬了，它們就是罪魁禍?zhǔn)啄兀?/p>

比如1997年的沙塵暴，讓美國(guó)宇航局的“旅居者號(hào)”火星車(chē)太陽(yáng)能電池板上堆積了很多灰塵，嚴(yán)重影響了它接收太陽(yáng)能。結(jié)果，任務(wù)結(jié)束時(shí)，它總共才行駛了100多米，歷時(shí)83個(gè)火星日。

正因?yàn)槿绱?，后?lái)人們對(duì)“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”的任務(wù)期都不抱太大期望，美國(guó)宇航局只為每輛火星車(chē)規(guī)劃了90天的任務(wù)。

天氣好壞對(duì)火星車(chē)的狀態(tài)至關(guān)重要呢！

在正常情況下，太陽(yáng)能發(fā)電板每天能夠產(chǎn)生每小時(shí)700瓦的能量。在沙塵暴中，其發(fā)電能力大幅降低。倘若火星車(chē)每天產(chǎn)生的電力少于每小時(shí)150瓦，將會(huì)耗盡電池電力，關(guān)鍵的電子儀器可能會(huì)因?yàn)闃O度的寒冷而失效。

在2007年7月18日，“機(jī)遇號(hào)”火星車(chē)的太陽(yáng)能電力只能產(chǎn)生每小時(shí)128瓦的電力，是任務(wù)史上的最低點(diǎn)。美國(guó)宇航局不得不將通訊頻率降至三天一次，這樣的狀況是“機(jī)遇號(hào)”任務(wù)史上的第一次。差點(diǎn)在沙塵暴中“喪命”的火星車(chē)這個(gè)沙塵暴持續(xù)到7月底時(shí)，美國(guó)宇航局宣布：即使在低耗電模式下，“機(jī)遇號(hào)”火星車(chē)也幾乎不能獲得足夠的能量來(lái)維持任務(wù)。如果它的電子模塊溫度持續(xù)下降，很可能發(fā)生低電力故障。當(dāng)?shù)碗娏收习l(fā)生時(shí)，火星車(chē)的系統(tǒng)會(huì)停機(jī)，進(jìn)入休眠，并在每個(gè)任務(wù)日檢測(cè)是否有足夠的光能使其蘇醒并恢復(fù)通信。

到了2007年8月7日，沙塵暴終于有減弱的跡象，盡管發(fā)電仍然偏低，還是讓“機(jī)遇號(hào)”開(kāi)始拍攝并傳回照片。到了8月21日，車(chē)上的電池已能充滿電，讓它可以進(jìn)行沙塵暴后的第一次行駛，幸運(yùn)地熬過(guò)了這一次塵暴。

在太陽(yáng)能電池板上用機(jī)械臂撒沙子驅(qū)走灰塵？

這個(gè)想法聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)不靠譜，有時(shí)卻真的發(fā)揮了作用。

2021年秋天，火星正在接近遠(yuǎn)日點(diǎn)，那時(shí)可用的光照處于最低點(diǎn)。較低的溫度則意味著“洞察號(hào)”火星車(chē)每天需要更多的能量來(lái)為電加熱器供電，以防止電池等組件過(guò)冷。

雪上加霜的是，不斷堆積的灰塵降低了太陽(yáng)能電池板的效率。2021年5月22日，美國(guó)宇航局嘗試了“撒沙”。圖像顯示，一些沙粒如預(yù)期般落在著陸器甲板上——為太陽(yáng)能電池板去除灰塵，劃出了一條暗帶。太陽(yáng)能電池板的電流瞬間躍升4%。這聽(tīng)起來(lái)不大可能，但這一增長(zhǎng)使“洞察號(hào)”能夠在隨后的幾個(gè)月里繼續(xù)進(jìn)行地震研究，并收集到了火星上最大地震的數(shù)據(jù)。

然而，沙塵擦拭并不能避免再次沉積：2022年1月份，一場(chǎng)沙塵暴導(dǎo)致電力下降，迫使著陸器在儀器關(guān)閉的情況下以“安全模式”休眠幾周。目前，“洞察號(hào)”已重新上線，但它還能持續(xù)多久則有待觀察。

2012年8月6日，新一代火星車(chē)“好奇號(hào)”著陸火星。2018年沙塵暴時(shí)，“好奇號(hào)”火星車(chē)在很大程度上沒(méi)有受到塵埃的影響，甚至還記錄下了大氣中塵埃的變化情況。

為什么“機(jī)遇號(hào)”在全球沙塵暴中遭遇故障結(jié)束任務(wù)，而“好奇號(hào)”卻在沙塵暴中幸存？“機(jī)遇號(hào)”是由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的，而灰塵遮住了太陽(yáng)，“好奇號(hào)”則是一個(gè)核動(dòng)力機(jī)器，它的動(dòng)力來(lái)源并不依賴于陽(yáng)光。