今天,2021年8月23日,祝融号在火星表面已经住了100天,行驶1000米成就达成 √ !

从启程那天开始,“天问一号”火星探测任务一直被人关注。

前几日,一段火星车视频在网络上被热转:祝融号的车轮在火星表面上碾出了“中”字花纹。

评论中,许多网友在感慨设计师在精细的科研活动中流露的人文情怀,赞叹他们的奇巧心思。

其实,航天设计师们“用中国文化装点火星车”的心思,除了“中”字车辙花纹,还有很多。

果壳特别邀请了“天问一号”探测器系统副总设计师贾阳,为大家讲述火星车研制过程中的一段故事。

“中”字花纹

帮助分析火星车是否行驶安全

前几天,从祝融号火星车传回的图像中,细心的朋友发现了:车辙中,有个明显的“中”字——其实,这个设计是为了测量火星车的行驶滑移率

行驶过程中,滑移率的大小直接关系到火星车当前是否安全。为了便于分析车轮是否在打滑,设计师在两个后轮上分别刻上了一个“中”字,车轮转一圈对应约1米——

这样,通过分析车辙照片,测量两个“中”字之间的实际行驶距离,就可以判断出火星车是否行驶安全:是行驶在坚硬的、滑移率比较小的硬地面上,还是行驶在松软的、容易发生沉陷的沙地上

在祝融号火星车上,这样的“小心思”不只一处。

作者供图

在收拢状态下,祝融号看起来下方上圆,方代表大地,圆代表天空,寓意“达地通天”,契合有效载荷的任务使命;舱体为长方形,顶板为近八边形,是中国人“四平八稳”美好祈愿的体现。

展开状态下,祝融号呈现“蝴蝶”外形,源于对中国风筝的借鉴,毕竟风筝被誉为最早的飞行器。

其中,最费心思的,还要属桅杆上的火星车车标

火星车自拍照丨国家航天局发布

当时,经过五年多努力,火星车已经研制出来了。但是,在进行试验考核的时候,设计师看着火星车的桅杆顶端,感觉有点不对劲。

设计过程时,设计师更多关注的是桅杆的承载能力、电缆是否会影响桅杆的运行,以及把设备安装在合适的位置,避免桅杆干扰火星大气流动,导致风速、风向测量结果不准确等技术问题。

设计师们考虑的还有如何保障设备安全。桅杆顶端有三台相机,为了保证相机在寒冷的火星夜晚不被冻坏,设计师为相机设计了隔热罩,罩子内部填充了一种叫做气凝胶的隔热物质,罩子外部包裹了一层亮银色的镀铝膜,为了不遮挡相机的视场,在罩子的正面开了三个圆孔。远远看去,漂亮的火星车最引人注意的地方,是一个A4纸大小的白色平面,上面有三个相机的光孔。

桅杆上的三台相机| 作者供图

然后,设计师们忽然发现:桅杆头部不够漂亮

虽然距离把火星车运往文昌发射场只有几个月时间了,但是设计师们还是不想留下任何遗憾。于是,我们开始讨论美化方案。

用中国文化元素

把火星车打扮得更漂亮

之前,团队在设计第二辆月球车“玉兔二号”的时候,为了在外观上将两辆车区分开来,曾在车体前方增加“CE-4”这样的型号代字。

所以,这一次,最简单的办法就是在桅杆头部增加这次火星任务的型号代字

但当时,“天问一号”这个名称还在酝酿中,没有对外公布。设计师们只能另想办法,打算用中国文化的元素把火星车打扮得更漂亮一些。

我们曾经想采用红色的中国结,但讨论后感觉把中国结放在火星车“额头”的位置有点怪怪的。考虑了很多其他能代表中国文化特征的元素,大家的想法逐渐聚焦到了“书法”。

最后,大家决定:用中国的书法写一个“火”字

但设计师中没有人敢接这个活。

本着“有事找专家”的工程思路,我们赶紧联系以沙画闻名的艺术家苏大宝先生。苏先生是湖南人,年轻、热情。说他热情,是因为知道他会把这件事当个事情去做,不会好久杳无音信;说他年轻,意思是,这件事万一不成,不至于被埋怨。

苏先生慨然应允。一周后,苏先生的回复就到了,发来了各式各样的“火”字——

苏先生发来的“火”字稿丨作者供图

各种“火”丨苏大宝书法作品

选定“九叠篆”

收到苏先生的文稿后,设计师们讨论时犯了难。主要有两个方面的问题:

第一个问题是,字的大小。之前提到,桅杆顶端前面是三台相机的镜头。到达火星表面之后,要想在照片中能看得清楚些,字应该尽可能大,那就要与其中的一个相机镜头联合设计

苏先生已经考虑了这一点,设计了前两排,至少8个方案,但是实际上镜头的尺寸比图片中的尺寸大得多,想要和谐地结合起来并不容易。

但如果把图缩小一点,躲避开镜头,设计倒是容易些,但是在照片里面能不能很好成像呢?设计师们把火字打印出来,模拟在火星上的成像距离拍摄,发现:只要线条不是太细,在图片中分辨出来没有问题。因此,决定采用小方案,避开镜头位置。

第二个问题是,工艺。书法中,虚实、笔法走向严格,在火星车上实现时,采用的是把膜划开凹版粘回去的方法,要精确地实现笔划走势很困难。

为了解决这个问题,一开始大家倾向于右下角的甲骨文方案:笔划可以更粗壮,有利于成像,即使稍微变形,也不影响效果,而且甲骨文代表着文字之初,寓意着华夏文明的源远流长,意境充沛。

可是问题又来了。在征求意见的时候,很多人都把这个字读成了“山”。毕竟大家都不是古文字学者,不知道甲骨文的“山”字底下不是弧线,而是一条水平线。

为了避免误会,设计师开始与苏先生讨论其他方案的完善。

很快,苏先生回复了修改意见:

在收集资料的过程中,我发现一枚宋代篆体官印“桓术火仓之记”,其中火字的造型很有意思,为了规避汉字笔划数量差异悬殊的问题,制作印章时,对笔划较少的字采取了曲折复杂化的处理方法,以求字间的均衡,这种处理被称为九叠篆。

这个方案图案饱满、装饰性强。我进一步把书法、篆刻的表现手法结合起来,形成了一款新的建议。这个图案稍加想象,包括了中国火星四个字的意象,印信图案的意义不言而喻,具有很强的中国文化特征。

九叠篆是一种非常特别的篆书,原本是一种流行于宋代的”国朝官印”字体,主要用于印章镌刻,笔画折叠堆曲,均匀对称。每一个字的折叠多少,则视笔画的繁简确定,有五叠、六叠、七叠、八叠、九叠、十叠之分。之所以名为”九叠”,是言其多。

九叠篆“火”字丨苏大宝书法作品

大家觉得这个方案寓意很好,工人师傅们也觉得笔画平直,实现起来更容易控制,大家达成了共识。

火星车桅杆上的车标丨作者供图

在文昌发射场,工人师傅们精心制作了这个图案,小心翼翼地安装到火星车上,大家感觉这就是火星车的车标。

经过10个月的飞行,火星车来到了火星表面,又经过90多个火星日的努力,目前已经行驶了一公里,获得了10GB宝贵的科学探测数据。

从火星传回来的火星车自拍照中,我们也可以清晰地看到那个“火”字——

火星车自拍照丨国家航天局发布

其实,同款的“火”字标,有两枚。

一枚安装在祝融号上,此刻正在火星的表面。

安装完车标,正好还余下一个备份,设计师和工人师傅把它装载相框之中,大家签名留念,现在就在祝融号师父们的办公桌上——

当我们想念祝融号的时候,好像就能看到它。

留在地球的火星车车标丨作者供图

本文来自微信公众号 “果壳”(ID:Guokr42),作者:贾阳,36氪经授权发布。

文章来源于互联网:祝融号走了1000米,顺便将中国文化带去了火星

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