高手在火星，那些「戰車」豈止十八般武藝
「好奇號」帶著買路錢
好奇號著陸之後的自拍(部分機械臂被PS掉了只剩陰影)
好奇號火星車是人類歷史上最複雜、最高級，也是最昂貴的火星探測器，造價高達5億美元。890公斤的它，大概等值於40噸的黃金。
「好奇號」之所以這麼昂貴，是因為它堪稱是一位很厲害的地質學家兼化學家。可以說，大部分現代化地球化學實驗室能幹的事它在火星都幹了。
「好奇號」的拍照功能非常了得，裝在其機械臂頂端的相機可以實時放大成像，以便計算機獲得信息，進而控制機械臂進行各種花式操作。為了準確判斷出所拍攝到的物體大小、顏色、比例等信息，相機需要經常對照標準參考物進行校準。
有意思的是，參考物是一枚一美分的硬幣，它是1909年慶祝美國林肯總統誕辰100周年時的硬幣，也是美國歷史上使用時間最長、幣值最小的貨幣。說實話，硬幣作為參考物肯定不如標準的校正圖像，但負責這部分儀器的科學家可能是想向林肯致敬，或是順便給「好奇號」帶上點買路錢，所以讓這枚硬幣去了火星。
腦補一下價值25億美元的「好奇號」遭遇外星人打劫的場景。「好奇號」可能會說：「讓我繼續科學考察吧，我這有一筆從地球帶來的『巨款』可以給你。」
「好奇號」從2012年在火星著陸後一直辛苦工作到今日，遠遠超出原來預計的2年壽命期。美國宇航局目前發現「好奇號」的狀態仍然非常好，真可謂是「走出半生，歸來仍是少年」。
「洞察號」準備「深挖洞」
美國宇航局計劃於今年5月發射一個名叫「洞察號」的火星著陸器，它的設計在很大程度上直接繼承了2007年發射的鳳凰號火星著陸器。
與此前的火星車和著陸器不同，「洞察號」的選址比美國宇航局之前幾個火星車和著陸器要純粹得多。經過長達4年的考察和探討，美國宇航局最終為「洞察號」選定了火星埃律西昂平原西部中的一個區域。
「洞察號」主要配備了一台火震儀和一台熱流監測儀來專門探測火星內部的分層結構和熱能情況。火震儀主要探測火星地震，而隕石撞擊是唯一可能被其精確定位震源的火震。
此外，「洞察號」上還配備了一個被稱為「鼴鼠」的鑽頭，可以一直鑽到火星地下5米深處，測量火星表面風化層下的溫度、熱傳導率和熱梯度，這也將是迄今為止鑽出最深的孔洞。
不過這個「鼴鼠」之所以能「挖地三尺」和科研人員前期的選址息息相關。他們在選址的時候充分考慮了探測區域的風化層厚度和岩石硬度，從而保證「鼴鼠」能「深挖洞」。
「23眼怪獸」武藝高深
按照美國宇航局的計劃，新一代Mars2020火星車借鑒了許多「好奇號」的系統設計，所以兩者比較相像。而且依然會採用與好奇號一樣的「空中吊車」的方式在火星表面著陸。
相比「好奇號」，Mars2020的裝備更先進、探測能力更強、智能化更高。它攜帶了一套火星制氧實驗裝置，會在火星嘗試將空氣中二氧化碳轉化為氧氣，這有望為火星上人類的生存和火箭的燃料提供寶貴的氧氣。
此外，它還攜帶了一台重達1公斤的「直升機」，能夠實現每天工作3分鐘來擴展火星車的探測範圍，這也是人類歷史上首次將有翼飛行器送入其他星球。
Mars2020的照相功能也是強得無與倫比，它擁有比此前任何一輛火星車都要多的「眼睛」——共有23個照相機，其中科學相機7個，工程相機9個，著陸系統相機7個。
說Mars2020是一位「考古學家」並不誇張，它將在火星上搜尋35億年前曾擁有河流、湖泊的區域是否有遠古生命的跡象。Mars2020攜帶的X射線、熒光光譜儀等設備可以更加精準地測定火星土壤和岩石的精細元素構成；攜帶的新型地下雷達成像儀則可以直接探測地下10米內的水或冰的含量，並輔助監測有機物的含量。
幼崽「紅龍」展翅欲飛
SpaceX公司研發的紅龍火星著陸測試飛船應該是今年大家非常關注的熱點之一。「紅龍」飛天雖然只是SpaceX公司的一次內部任務，主要為該公司未來火星殖民計劃積累技術經驗，卻也能為美國宇航局未來火星任務的著陸過程收集相關數據，並搭載一系列科學載荷。
SpaceX公司宣稱，「紅龍」可以根據著陸地點的不同，向火星運送2~4噸不等的有效載荷。此前的「好奇號」火星車重量900公斤，可以說它在理想的情況下一次性能運送2~4輛「好奇號」上火星。
「紅龍」將使用火箭反推的方式降落，而且隨著這種著陸技術更加成熟，SpaceX公司還將研製更大、運載能力更強的「紅龍」。
最拉風的「蝙蝠俠戰車」
一提到概念車，大家都會想到國際大牌車展上那些非常吸睛的概念車。而在2017年美國宇航局舉辦的「火星之夏」科普展中，一輛超凡脫俗的火星載人概念車則無比拉風，吸引了眾多人的眼球。
這輛火星車的顏值相當高，非常像一輛蝙蝠俠戰車。它由設計風格偏重朋克口味的帕克兄弟概念車公司設計。該車長達8.5米、寬4米、高3.4米，比加長版的悍馬車還要大，採用許多輕質化結構材料，全部裝備後重約2.25噸，與普通款SUV重量差不多，設計時速可達95~110公里。
為了成功應對崎嶇不平的火星表面，該火星載人概念車擁有直徑1.3米、寬0.75米的超大輪子。這6個超大輪子不用充氣，全部由碳纖維和鋁合金製成，既堅固耐用，又輕巧靈活，而特別設計的超大通風孔，是為了避免輪子被恐怖的火星沙塵暴堵死而動彈不得。
這款概念車完全依靠太陽能作為電驅動，但其表面並沒有大量的太陽能光伏板，而是採用了太陽能蓄電池，只要裝載足夠量的電池組，應該就可以達到想要的高速了。不過，在火星上飆車並不容易，要能夠越過溝溝坎坎、耐得住長途跋涉才是真功夫。
這款火星車由兩部分組成，前半部分是四輪驅動的火星探測車，可搭載4名航天員，後半部分則是一個完整的科研實驗室，它既可以整車行進，也可以像電影里的蝙蝠俠戰車那樣拆分變形。不過，這款火星車目前僅是概念車，距離實用還比較遙遠。
ExoMars主打「關愛生命」
歐空局的ExoMars是一個六輪高自動化的火星車，重約270公斤，價值4.36億歐元。
ExoMars是「火星太空生物」項目中的一個重要組成部分，其主要目標是尋找火星上是否存在生命的證據。
「火星太空生物」項目分為兩個階段。目前，該計劃正處於關鍵技術攻關與驗證的第一階段，原定2018年啟動第二階段任務，卻因各種原因推遲到2020年。
屆時，一個火星登陸器會在制導雷達、降落傘和小型反向火箭推進器的幫助下上火星，之後釋放ExoMars火星車對火星開展科學考察，尋找生命跡象。
非常值得一提的是，ExoMars有一個岩層鑽孔機和一個名為「巴斯德」的載荷。前者能夠在火星表面鑽出2米深的洞孔，目的是為了挖掘可能棲息在深處的遠古火星生命。
一些科學家認為，在這個深度的環境中，生物既能夠保持其生命力，又能屏蔽嚴寒、乾燥和強輻射。而「巴斯德」載荷則包含有機分子分析儀、拉曼光譜儀、紅外成像光譜儀等高端儀器，可對採集到的樣本進行生物學分析。
作者：許元男
中國航天報社科普周刊
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