2020年7月23日，天问一号在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。于2021年2月到达火星附近，实施火星捕获。2021年5月15日，天问一号着陆巡视器经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。5月22日“祝融号”火星车成功驶离着陆平台，开始巡视探测等工作，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等科学探测，实现中国在深空探测领域的技术跨越。
尘卷风是地球和火星上常见的一种特殊的旋转对流运动，是由于不均匀的局部加热引起的。尘卷风轨迹是尘暴通过后留下的黑暗或明亮的表面痕迹。行星科学课题组研究生王奕在导师李勃副教授指导下，综合利用火星遥感数据对天问一号着陆区乌托邦平原南部的尘卷风轨迹（Dust Devil Tracks，DDT）进行了初步研究，得到的结论如下：
（1）基于高分辨率成像科学实验照相机(High Resolution Imaging Science Experiment, HiRISE)和背景相机(Context Camera, CTX)图像，在12组像对中识别了248个新形成的尘卷风轨迹，并测量了它们在研究区域的长度、宽度和方位。
（2）尘卷风轨迹的宽度频率分布遵循-2微分幂律。研究区内直径不足20米的尘卷风占主导。新形成的尘卷风轨迹长度从21米到16.3千米不等，平均值为1.7千米。根据尘卷风轨迹长度测量值和尘卷风寿命经验公式的最小二乘法拟合得出，尘卷风轨迹的移动速度约为5.0D0.11 m/s。
（3）12组像对中尘卷风轨迹形成速率从0.00006变化到0.1275DDT/km2/sol，平均值为0.0157DDT/km2/sol，主要受季节和尘暴发生等因素影响。
（4）前人认为由于自然降尘和尘暴等原因导致的火星车表面积尘被清洁与尘卷风过境相关，因此，研究尘卷风引起的太阳能电池板清洁周期的预测，对于延长火星探测器探测任务的寿命具有重要意义。计算所得太阳能电池板清理循环间隔的最小值约为980 sols，最大值为约167000 sols。由于像对数量有限，且对小尺寸DDT检测效率较低，低估了太阳能电池板清洁重复间隔，只能将此结果视为上限。对于“祝融号”火星车来说，其特殊防尘涂层和垂直折叠太阳能电池板使其能够进行高效的科学探索。
研究成果发表于Remote Sensing杂志。
Wang, Y.; Li, B.; Zhang, J.;Ling, Z.; Qiao, L.; Chen, S.; Qu, S. ThePreliminary Study of Dust DevilTracks in Southern Utopia Planitia,Landing Area of Tianwen-1 Mission.Remote Sensing. 2021, 13, 2601.
原文链接：https://doi.org/10.3390/rs13132601
本研究得到中国科学院战略性先导科技专项、山东省自然科学基金、国家自然科学基金、国家航天局资助项目的资助。
图1.位于乌托邦平原南部的研究区。黑色框1-12号表示12组像对。红色的五角星代表“天问一号”的着陆点。
图2. 尘卷风轨迹宽度累计频率分布。幂律指数为-2，拟合公式的R2值为0.87。
图3. 尘卷风长度宽度二维点图。长度完整的尘卷风轨迹用黑色方块表示(n = 227)。长度不完整的尘卷风轨迹用红色圆圈表示(n = 21)。
图4. 12组像对的尘卷风轨迹形成速率。
