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[汽車之家 車壇勐料] 今天（2020年7月23日）中午中國(guó)航天人又完成了一次壯舉：載有“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器的長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射升空，開始了它長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月、上億公里的漫長(zhǎng)征途。盡管“天問(wèn)一號(hào)”是我國(guó)的首次火星探測(cè)任務(wù)，但中國(guó)航天人并沒(méi)有選擇“新手模式”，而是直接上了“地獄難度”：一次實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三大目標(biāo)。想要“巡”就需要有一臺(tái)車，今天咱們就來(lái)聊聊火星車的那些事兒。

其實(shí)最后負(fù)責(zé)“巡”的那臺(tái)車學(xué)名應(yīng)該叫“巡視器”，只是人們習(xí)慣管它叫“火星車”。這次“天問(wèn)一號(hào)”的火星車是昨天和北京越野的新款BJ80(參數(shù)|詢價(jià))一起發(fā)布的，不過(guò)別誤會(huì)，火星車的研制單位并不是北汽，而是中國(guó)航天科技集團(tuán)下屬的中國(guó)空間技術(shù)研究院。

在新款BJ80發(fā)布會(huì)上實(shí)力搶鏡的火星車有六個(gè)小車輪，這和此前的“玉兔”系列月球車以及美國(guó)的火星車一樣。火星車的行駛速度為200米/小時(shí)，不出意外的話它應(yīng)該也是六輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向。

“天問(wèn)一號(hào)”所載火星車一共有四片太陽(yáng)能電池板，展開后如同蝴蝶翅膀一樣分列在車體兩側(cè)，比“玉兔”月球車多兩片，這是因?yàn)榛鹦蔷嗵?yáng)較遠(yuǎn)，而且火星大氣層也會(huì)削減陽(yáng)光作用，因此就有了更多的“翅膀”。

火星到地球距離很遠(yuǎn)，光速的信號(hào)也要延遲15分鐘，不可能在地球上實(shí)時(shí)遙控，因此火星車必須具備很強(qiáng)的自動(dòng)駕駛能力。“天問(wèn)一號(hào)”火星車的車頭有一根高高的桅桿，桅桿頂部方形盒子上的雙目攝像頭就像機(jī)器人的兩個(gè)眼睛，它能觀測(cè)車輛前方的地形地貌，避開障礙，同時(shí)還可幫助實(shí)現(xiàn)局部路徑規(guī)劃及多輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制等功能。

火星車不光有車的功能，實(shí)際上還是個(gè)空間實(shí)驗(yàn)站，除了剛才提到的地形相機(jī)，它還有光譜相機(jī)、次表層探測(cè)雷達(dá)、表面成分探測(cè)儀、表面磁場(chǎng)探測(cè)儀和氣象測(cè)量?jī)x，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火星的表面地貌、土壤特征、礦物成分、水冰、電離層、磁場(chǎng)等方面進(jìn)行科學(xué)探索。

登陸火星后，這臺(tái)火星車將會(huì)工作90多天，不過(guò)根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，探索車的工作時(shí)限往往要比設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)很多，不把它用到“油盡燈枯”科學(xué)家們是不會(huì)善罷甘休的。

火星是太陽(yáng)系中最接近地球的行星，也被人們認(rèn)為是最有可能移民的星球，因此也成為了人類探索最多（花錢也最多）的行星。早在上世紀(jì)60年代，人類就開始了對(duì)火星的太空探測(cè)，1971年“火星2號(hào)”探測(cè)器裝載了人類第一臺(tái)火星車。

“火星2號(hào)”著陸器所載的Prop-M火星車僅重4.5公斤，它有一根15米長(zhǎng)的線纜與著陸器相連，因此15米也就是它的最大活動(dòng)半徑。這臺(tái)車最有意思的地方是并沒(méi)有車輪，而是通過(guò)車側(cè)的兩個(gè)雪橇形搖臂一步一步往前挪，就像我們小時(shí)候上發(fā)條的玩具機(jī)器人一樣。

科學(xué)家沒(méi)能檢驗(yàn)“火星2號(hào)”和Prop-M火星車的性能，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮德溥^(guò)程中出現(xiàn)故障，直接墜毀在了火星表面。不過(guò)“火星2號(hào)”也用這種粉身碎骨的慘烈形式拿下了“首個(gè)在火星表面著陸人造探測(cè)器”的稱號(hào)。

“火星2號(hào)”著陸失敗，不過(guò)蘇聯(lián)人還有備份，這就是和“火星2號(hào)”一模一樣的“火星3號(hào)”。它比前者晚幾天發(fā)射，當(dāng)然也晚了幾天著陸。“火星3號(hào)”的著陸非常成功，然而著陸后只工作了14秒就與地球永久失去了聯(lián)系，連一張完整的照片也沒(méi)能回傳……

接連的失敗并沒(méi)有讓人類停止探索火星的腳步，接下來(lái)美蘇又接連發(fā)射火星探測(cè)器，其中有成功也有失敗，但都沒(méi)有火星車，直到1997年，美國(guó)“火星拓荒者號(hào)”探測(cè)器攜帶的“旅居者號(hào)”火星車終于成功走上了火星的表面。

“旅居者號(hào)”有一塊一次性電池和一個(gè)太陽(yáng)能電池板，電池耗盡后就只能靠電池板在日間活動(dòng)了。它的中央處理器是Intel 8085，主內(nèi)存為64kB，前置相機(jī)的分辨率為484×768。盡管“旅居者號(hào)”行走了100多米后就一直在“火星拓荒者號(hào)”周圍轉(zhuǎn)圈，但它工作了近三個(gè)月，回傳了超過(guò)1萬(wàn)張照片和大量科學(xué)數(shù)據(jù)，邁出了人類探索火星的堅(jiān)實(shí)一步。

體重只有11.5kg的“旅居者號(hào)”回傳了令人振奮的消息，于是美國(guó)人再接再厲繼續(xù)向火星探索。經(jīng)過(guò)了1999年短暫的失敗后，NASA在2003年開始了火星探測(cè)漫游者計(jì)劃的火箭發(fā)射。2004年1月4日，“勇氣號(hào)”火星車成功著陸火星表面。

“勇氣號(hào)”火星車比其前任重了十多倍，達(dá)到185kg，其六個(gè)車輪可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，搖臂式懸架可以讓它在崎嶇環(huán)境中每個(gè)輪子都緊貼路面。其最高速度為50mm/s，平均速度10mm/s，每行駛10秒就會(huì)停車20秒來(lái)觀察地形。

“勇氣號(hào)”還有個(gè)雙胞胎車型，名叫“機(jī)遇號(hào)”。“機(jī)遇號(hào)”比大哥晚了三周到達(dá)火星，它的結(jié)構(gòu)和儀器都跟“勇氣號(hào)”一樣。它們采用太陽(yáng)能電池板供電，考慮到火星上的沙塵會(huì)漸漸蓋住電池板，所以在NASA計(jì)劃中它們只能工作90天，但因?yàn)閿?shù)次大風(fēng)吹掉了電池板上的灰塵，所以壽命大大提高。其中“機(jī)遇號(hào)”足足工作了15年零20天……

后來(lái)美國(guó)NASA又在2011年11月發(fā)射了“好奇號(hào)”火星車，2012年8月5日，在飛行了5.63億公里后，“好奇號(hào)”在火星的蓋爾撞擊坑成功著陸。“好奇號(hào)”火星車的大小是“勇氣號(hào)”的兩倍，重量則達(dá)到了近5倍，為900kg。“好奇號(hào)”并沒(méi)有太陽(yáng)能電池板，這是因?yàn)樗捎梅派湫酝凰責(zé)犭姍C(jī)的核子電池供電，并不需要太陽(yáng)能。

“好奇號(hào)”原本的任務(wù)時(shí)長(zhǎng)是2年，但你也能想到，它的退休日期被無(wú)限延后了。到如今“好奇號(hào)”的主要成果是發(fā)現(xiàn)火星不存在甲烷，也就是說(shuō)沒(méi)有甲烷微生物；另外它發(fā)現(xiàn)火星土壤中有豐富的水分，也就是說(shuō)有足夠的水資源給未來(lái)的移民用。另外，在2015年10月，“好奇號(hào)”還趕時(shí)髦在百忙之中拍了一張自拍，其目的是讓科學(xué)家觀察其車身狀態(tài)。

2020年夏天是兩年一度的火星接近地球的窗口期，也是探測(cè)火星扎堆的時(shí)期，除了我國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”，美國(guó)也正在準(zhǔn)備最新的火星2020探索車任務(wù)。這一次的火星車“毅力號(hào)”是在“好奇號(hào)”基礎(chǔ)上研制的，主體結(jié)構(gòu)差不多，但所載的科學(xué)儀器有些不同。最特別的地方是它將攜帶一個(gè)名為“獨(dú)創(chuàng)號(hào)”的無(wú)人機(jī)。“毅力號(hào)”計(jì)劃在2020年7月30日發(fā)射，并將在2021年2月份著陸。

除了以上這些，現(xiàn)在普遍還將歐盟在2003年發(fā)射的“小獵犬2號(hào)”（著陸后失蹤）和美國(guó)2018年的“洞察號(hào)”歸入火星車一列，只是從照片來(lái)看它們沒(méi)有輪子，也不能動(dòng)……不知道跟車有什么關(guān)系。

總結(jié)：

“天問(wèn)一號(hào)”并不孤單，因?yàn)槠褚呀?jīng)有8臺(tái)火星車（算上“小獵犬2號(hào)”和“洞察號(hào)”的話）在那個(gè)紅色的星球上了。不過(guò)這并不意味著火星之旅就一定會(huì)順利，據(jù)統(tǒng)計(jì)人類探索火星項(xiàng)目的成功率僅為一半，那是一條充滿挑戰(zhàn)的路，祝福我們的“天問(wèn)一號(hào)”能順利平安吧！（文 汽車之家 王勐）