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能“听到”火星的声音,这只神秘“耳朵”不简单

来源:中国航天报 责任编辑:李佳琦
2021-06-29 12:21:07

6月27日,我国天问一号火星探测任务着陆和巡视探测系列实拍影像发布,包括着陆巡视器开伞和下降过程、火星表面移动过程视频,火星全局环境感知图像、火星车车辙图像等。

其中,一段“祝融号”火星车驶离着陆平台的有声视频格外引人注目。据悉,成功探测到这组声音数据的火星声音传感器,由航天科技集团九院704所研制,具备完全自主知识产权。

(5月22日,火星车成功驶离着陆平台,到达火星表面开始巡视探测,火星车前后避障相机,记录了驶离过程,录音装置获取了驶离过程声音数据。音频中包括火星车驱动机构加电开始移动、坡道行驶、驶上火星表面等过程现场声音。火星车驶离过程声音主要来源于驱动机构、车轮与坡道摩擦、车轮与地面摩擦。)

火星上的声音探测一直是一项国际性技术难题,而此次“祝融号”首次着陆就“听”到了来自火星的声音。

2016年,随着我国首次火星探测工程项目立项,704所迅速组建火星声音传感器研制团队,在工程总体的领导下,与国家天文台、中科院空间中心紧密配合,通过了多个阶段的产品验证及技术迭代升级,最终自主研制出我国首个火星声音传感器。

声音传感器就像火星车的耳朵一样,“倾听”火星上的风声等自然声音,以及火星车自身发出的诸如车身运动、桅杆旋转等声音,让我们能从听觉维度感受到火星。通过大量的火星声音数据,科学家们还可以进一步在火星表面沙尘颗粒、辐射风、内部地震等方面获得更多、更有价值的科学成果。

与其它科学载荷略有不同,火星声音传感器攻关的最大难点是未知性。产品的工程参数如何界定,采用什么样的技术手段更可靠,都需要技术团队逐步推测、分析和明确。

火星声音传感器需要在太空中飞行近300天,并在火星强辐照、常沙尘的陆地上开展至少90天的科学探测。然而参考国际数据,火星表面平均气压不足地球标准大气压的1%,最低温度达到-130℃左右,最高风速达到70m/s,这些都对传感器性能提出了严苛要求。

704所项目团队充分考虑了火星的苛刻环境条件,创新性地提出了基于光纤传感原理的抗宽温区的声音传感器方案。与传统的声音传感器相比,该方案具有材料组成简单、传输损耗低、抗辐照、抗电磁干扰性能优良的特点。

除此之外,团队相继在一致性光谱控制、小型化可靠封装、高精度信号解调、低损数据压缩等方面取得多项技术突破,整体提高了传感器的环境适应性。