天问一号并不孤单 盘点现存的火星车

　　[汽车之家 车坛勐料]  今天（2020年7月23日）中午中国航天人又完成了一次壮举：载有“天问一号”火星探测器的长征五号火箭发射升空，开始了它长达7个月、上亿公里的漫长征途。尽管“天问一号”是我国的首次火星探测任务，但中国航天人并没有选择“新手模式”，而是直接上了“地狱难度”：一次实现“绕、落、巡”三大目标。想要“巡”就需要有一台车，今天咱们就来聊聊火星车的那些事儿。

　　其实最后负责“巡”的那台车学名应该叫“巡视器”，只是人们习惯管它叫“火星车”。这次“天问一号”的火星车是昨天和北京越野的新款BJ80一起发布的，不过别误会，火星车的研制单位并不是北汽，而是中国航天科技集团下属的中国空间技术研究院。

　　在新款BJ80发布会上实力抢镜的火星车有六个小车轮，这和此前的“玉兔”系列月球车以及美国的火星车一样。火星车的行驶速度为200米/小时，不出意外的话它应该也是六轮独立驱动，四轮独立转向。

　　“天问一号”所载火星车一共有四片太阳能电池板，展开后如同蝴蝶翅膀一样分列在车体两侧，比“玉兔”月球车多两片，这是因为火星距太阳较远，而且火星大气层也会削减阳光作用，因此就有了更多的“翅膀”。

　　火星到地球距离很远，光速的信号也要延迟15分钟，不可能在地球上实时遥控，因此火星车必须具备很强的自动驾驶能力。“天问一号”火星车的车头有一根高高的桅杆，桅杆顶部方形盒子上的双目摄像头就像机器人的两个眼睛，它能观测车辆前方的地形地貌，避开障碍，同时还可帮助实现局部路径规划及多轮运动协调控制等功能。

　　火星车不光有车的功能，实际上还是个空间实验站，除了刚才提到的地形相机，它还有光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、表面磁场探测仪和气象测量仪，能够实现对火星的表面地貌、土壤特征、矿物成分、水冰、电离层、磁场等方面进行科学探索。

　　登陆火星后，这台火星车将会工作90多天，不过根据以往的经验，探索车的工作时限往往要比设计寿命长很多，不把它用到“油尽灯枯”科学家们是不会善罢甘休的。

　　火星是太阳系中最接近地球的行星，也被人们认为是最有可能移民的星球，因此也成为了人类探索最多（花钱也最多）的行星。早在上世纪60年代，人类就开始了对火星的太空探测，1971年“火星2号”探测器装载了人类第一台火星车。

　　“火星2号”着陆器所载的Prop-M火星车仅重4.5公斤，它有一根15米长的线缆与着陆器相连，因此15米也就是它的最大活动半径。这台车最有意思的地方是并没有车轮，而是通过车侧的两个雪橇形摇臂一步一步往前挪，就像我们小时候上发条的玩具机器人一样。

　　科学家没能检验“火星2号”和Prop-M火星车的性能，因为它们在降落过程中出现故障，直接坠毁在了火星表面。不过“火星2号”也用这种粉身碎骨的惨烈形式拿下了“首个在火星表面着陆人造探测器”的称号。

　　“火星2号”着陆失败，不过苏联人还有备份，这就是和“火星2号”一模一样的“火星3号”。它比前者晚几天发射，当然也晚了几天着陆。“火星3号”的着陆非常成功，然而着陆后只工作了14秒就与地球永久失去了联系，连一张完整的照片也没能回传……

　　接连的失败并没有让人类停止探索火星的脚步，接下来美苏又接连发射火星探测器，其中有成功也有失败，但都没有火星车，直到1997年，美国“火星拓荒者号”探测器携带的“旅居者号”火星车终于成功走上了火星的表面。

　　“旅居者号”有一块一次性电池和一个太阳能电池板，电池耗尽后就只能靠电池板在日间活动了。它的中央处理器是Intel 8085，主内存为64kB，前置相机的分辨率为484×768。尽管“旅居者号”行走了100多米后就一直在“火星拓荒者号”周围转圈，但它工作了近三个月，回传了超过1万张照片和大量科学数据，迈出了人类探索火星的坚实一步。

　　体重只有11.5kg的“旅居者号”回传了令人振奋的消息，于是美国人再接再厉继续向火星探索。经过了1999年短暂的失败后，NASA在2003年开始了火星探测漫游者计划的火箭发射。2004年1月4日，“勇气号”火星车成功着陆火星表面。

　　“勇气号”火星车比其前任重了十多倍，达到185kg，其六个车轮可独立驱动，摇臂式悬架可以让它在崎岖环境中每个轮子都紧贴路面。其最高速度为50mm/s，平均速度10mm/s，每行驶10秒就会停车20秒来观察地形。

　　“勇气号”还有个双胞胎车型，名叫“机遇号”。“机遇号”比大哥晚了三周到达火星，它的结构和仪器都跟“勇气号”一样。它们采用太阳能电池板供电，考虑到火星上的沙尘会渐渐盖住电池板，所以在NASA计划中它们只能工作90天，但因为数次大风吹掉了电池板上的灰尘，所以寿命大大提高。其中“机遇号”足足工作了15年零20天……

　　后来美国NASA又在2011年11月发射了“好奇号”火星车，2012年8月5日，在飞行了5.63亿公里后，“好奇号”在火星的盖尔撞击坑成功着陆。“好奇号”火星车的大小是“勇气号”的两倍，重量则达到了近5倍，为900kg。“好奇号”并没有太阳能电池板，这是因为它采用放射性同位素热电机的核子电池供电，并不需要太阳能。

　　“好奇号”原本的任务时长是2年，但你也能想到，它的退休日期被无限延后了。到如今“好奇号”的主要成果是发现火星不存在甲烷，也就是说没有甲烷微生物；另外它发现火星土壤中有丰富的水分，也就是说有足够的水资源给未来的移民用。另外，在2015年10月，“好奇号”还赶时髦在百忙之中拍了一张自拍，其目的是让科学家观察其车身状态。

　　2020年夏天是两年一度的火星接近地球的窗口期，也是探测火星扎堆的时期，除了我国的“天问一号”，美国也正在准备最新的火星2020探索车任务。这一次的火星车“毅力号”是在“好奇号”基础上研制的，主体结构差不多，但所载的科学仪器有些不同。最特别的地方是它将携带一个名为“独创号”的无人机。“毅力号”计划在2020年7月30日发射，并将在2021年2月份着陆。

　　除了以上这些，现在普遍还将欧盟在2003年发射的“小猎犬2号”（着陆后失踪）和美国2018年的“洞察号”归入火星车一列，只是从照片来看它们没有轮子，也不能动……不知道跟车有什么关系。

总结：

　　“天问一号”并不孤单，因为迄今已经有8台火星车（算上“小猎犬2号”和“洞察号”的话）在那个红色的星球上了。不过这并不意味着火星之旅就一定会顺利，据统计人类探索火星项目的成功率仅为一半，那是一条充满挑战的路，祝福我们的“天问一号”能顺利平安吧！（文 汽车之家 王勐）