機遇號為何比其它火星車、月球車走得更長更久？

機遇號，永別了，帶走了遺憾，留下了傳奇。

機遇號，曾創造過諸多紀錄，其中兩項堪稱太空傳奇：超期服役最長、行駛距離最遠的探測車。

機遇號是人類史上在其它星球行駛時間最長的探測車——超期服役近15年（14年294天）。

原計劃任務期90個火星日（92.5個地球日），實際運行5352個火星日（5498個地球日，相當於15個地球年或者8個火星年），是當初設計壽命的59倍。

機遇號是人類史上在其它星球行駛距離最遠的，無論探測車還是宇航員——45.16公里。

比1973年蘇聯發射的月球車2號行駛39公里還要長6公里；比阿波羅登月時代行駛最遠的阿波羅17號月球車（35.89公里）足足長了近10公里；機遇號是同款火星車勇氣號行駛里程（7.73公里）的5.3倍；是中國玉兔號月球車行駛里程的451倍。

關鍵問題來了，為啥機遇號能夠跑贏其它探測車？

簡明扼要來說，堅固耐用的結構設計；創造性的解決方案；頂好頂好的運氣，三種因素造就了它的傳奇。

應該說，2003年發射的機遇號，集合了當時最高水準的航天設計工藝、工程學、機械學、材料學、計算機自動化、控制學、行星科學……多元學科與工藝。很多技術工藝與解決方案至今仍在沿用，甚至會用到未來。

骨骼強勁，經得住100度溫差

要想在嚴酷的外星世界活得久，骨骼強勁是必須的。為此工程師們設計機遇號時，採用了一種名叫aluminum and titanium mobility systems鋁鈦合金動態系統，從而應對每天溫差高達100°C的劇烈波動。

自帶暖寶，懷揣核心

光靠強勁骨骼還是不夠的，要想抵禦極寒（夜間火星氣溫降到-105°C），不會被凍死（凍死機），機遇號必須自帶暖寶——8個放射性同位素加熱器，讓最穩定的鈈氧化物——二氧化鈈平穩持續地釋放熱能。

像向日葵那樣，轉動太陽能翅膀

機遇號也自帶了一套太陽能電池板，不過特別之處在於它是翼型的，你不妨理解為會轉動的太陽能翅膀。

要知道，火星距離太陽是地日距離的兩倍，充電效果有限。所以如何才能更好地吸收太陽光，顯得非常關鍵。像向日葵那樣，能夠跟著太陽光彈性轉動太陽能翅膀，這就是機遇號太陽能電池板的關鍵所在。

如果陽光充裕的話，機遇號還會來一把日光浴，徹底享受，徹底充滿電。

這樣的話，每個火星日最多能產生900瓦小時，這對於一輛高爾夫球車大小的火星車來說，雖說稱不上能量豐沛，也算是夠用。

秒速五厘米，慢得穩當

當然，這也是機遇號為什麼最高行駛速度只有5厘米/秒的主要原因。

秒速五厘米？

文藝點說就是櫻花飄落的速度（新海誠同名動畫片），差不多也是錄音機磁帶走帶的速度。感覺很慢是吧。

要知道，這可是最高速度，其實機遇號的平均速度還不到最高秒速的1/5，僅僅0.89厘米/秒，不過這已是最快的火星車了。

當然，慢有慢得好處，慢——走得穩當可靠，走成最小風險。

15年走過了45公里，走出了一趟馬拉松。

懷揣太陽系最好的電池

光有靈活的太陽能翅膀、聰明的陽光轉向系統還是不夠的，機遇號還懷揣著「太陽系中最好的充電電池」（the finest batteries in the solar system——機遇號項目團隊負責人Callas卡拉斯評價語），主電池能經受超過5000次充放電循環周期。

要知道，特斯拉的最新單體電池充放電周期1200次；iPhone手機電池的充放電循環周期，也就500次左右。

明智之舉，裝死態

在火星上趕路，不可避免地會遇到冬季、沙塵暴，太陽能充電效率就會銳減。對此，機遇號項目團隊最明智地解決方案，就是讓火星車乖乖冬眠，進入裝死態。

待到太陽光充裕時，重新啟動所有設備，以便保證機遇號不被凍壞，更不會被凍死。

六輪驅動，很難翻車

細心人可能會發現：無論是火星車還是月球車，都是六輪驅動，因為這種設計在崎嶇不平的外星世界表現更好，著力更均衡、車身更平衡、行駛更平穩。

機遇號不僅同樣六輪驅動，還裝備了一種rocker-bogie「搖擺轉向」懸架，即使是車身任意方向傾斜45度角也不會翻車。

與此同時，機遇號還裝上了一套差速器，如果左側輪子向上翹，那麼右側輪子就會向下壓，這樣儘可能將車身重量分攤到六個輪子上。

前後驅動，前後逢源

更厲害的是，機遇號火星車不僅會六輪向前驅動，還能向後驅動，前後逢源。而這種設計正好拯救了機遇號和它的孿生兄弟。

2005年，機遇號被困在一個名叫Purgatory Dune「煉獄沙丘」里，經過幾周不懈努力，動用了一系列組合解決方案，包括向後驅動方法，最終使得機遇號擺脫困境。

2006年，孿生兄弟勇氣號遭受右前輪經常失靈的打擊，NASA項目團隊及時改弦更張，多數時候讓勇氣號「倒車行使」，向後驅動，也就是拖著右前輪一路前行，這使得它又多走了三年路，直到2009年不幸陷入沙地里，無法動彈為止。

最關鍵的問題來了，既然機遇號能夠擁有如此裝備，為啥不能應用到其它探測車身上？

先來看看一組統計數據，迄今為止人類派出去的太空探測車，成功登陸並且有效行駛的，無論火星車還是月球車，總共只有11輛：火星車4輛、月球車7輛。

其它都屬於各種著陸探測器，如洞察號、嫦娥四號等等。

火星車4輛——

火星探路者Sojourner（1997年）

設計期限90個火星日（92個地球日），實際運行83個火星日，行駛100多米，最高速度1米/分鐘（1.6厘米/秒）。

勇氣號Spirit（2004～2010年）

設計期限90個火星日，實際運行2208個火星日（2269個地球日），實際行駛時間1892個火星日（1944個地球日），行駛距離7.7公里，最高速度5厘米/秒。

機遇號Opportunity（2004～2018）

設計期限90個火星日，實際運行5352個火星日（5498個地球日），實際行駛時間1892個火星日（1944個地球日），行駛距離42.16公里，最高速度5厘米/秒。

好奇號Curiosity（2012至今，目前唯一運行的火星車）

設計期限2年，實際運行截至目前（2019年2月18日）2323個火星日（2386個地球日），行駛距離20.4公里，最高時速90米（2.5厘米/秒，相當於機遇號的一半），平均時速30米（0.83厘米/秒，比機遇號略低）。

月球車7輛——

蘇聯月球車1號（1970～1971）

設計期限3個月，實際運行321天，行駛10.54公里。

蘇聯月球車2號（1973）

實際運行約4個月，行駛39公里（俄羅斯曾估算42公里，後與NASA共同確認這一結果），內部溫度過熱導致失聯。

阿波羅15號月球車（1971年）

首次使用載人月球車（四輪全電驅動，3輛月球車共計花費4000萬美元，作為登月宇航員的代步工具，用後即棄，至今仍留在月球），15號月球車實際行駛3小時02分，總計27.8公里，最高時速12公里。

阿波羅16號月球車（1972年）

實際行駛3小時26分，總計27.1公里。

阿波羅17號月球車（1972年）

實際行駛4小時26分，總計35.74公里，最高時速18公里，創下探測車最高行駛紀錄。

玉兔號月球車（2013～2014）

設計期限3個月，實際運行973天，實際行駛42天，行駛距離114.8米（設計行駛距離10公里）。最終因電線問題（非機械故障）導致太陽能電池板無法移動到正確位置，低溫凍死。

玉兔2號月球車（2019至今）

設計期限3個月，實際運行自2019年1月3日至今，1月29日第一次從冬眠狀態蘇醒，2月28日將第二次蘇醒，恢復運行，目前為止已行駛距離120米，超過前輩玉兔號。

別忘了，玉兔2號可是目前唯一運行的月球車。

其實，我們從中已經看出一些端倪，機遇號不可能應用到他國探測車上。

迄今為止成功部署火星車、月球車的，目前只有美蘇中三國。

20世紀70年代部署的都是太空競賽的產物，不可能技術共享。即便到了現在，太空探索最尖端科技依然彼此設防——只有打探別國的份兒，沒有拿出來共享的可能。所以，也就談不上機遇號技術裝備與他國分享的天真浪漫了。

再看看NASA自己研發的4款火星車：

第一款火星探路者Sojourner屬於上世紀90年代產物，也是打前陣的首款火星車，不管大小、性能、期望值，的的確確就是個探路者角色。

後來居上的孿生兄弟勇氣號、機遇號，可以說是沿著火星探路者趟出來的路，才能一路前行、一走就是數年。

代表著21世紀第二個十年科技水平的好奇號Curiosity，同樣是站在孿生兄弟肩膀之上，縱覽紅色星球、深度探索火星的。

事實上，每十年一次技術迭代，在NASA火星車身上體現得很明顯。

為啥機遇號、勇氣號設計期是90天，結果都活了幾年？

其實，從最初的火星探路者一直到孿生兄弟勇氣號、機遇號，設計任務期都是90個火星日（92個地球日）。

NASA工程設計師之所以給出這個期限，是根據火星灰塵覆蓋太陽能電池板所需時間計算出來的。

並不是根據火星車核心部件、設備、機械的使用壽命決定的，更不是事先設定好它們的使用壽命就是90天。

幸運的是，機遇號、勇氣號都大大超過了這一期限，機遇號是設計壽命的59倍，勇氣號是設計壽命的25倍。

這要歸功於火星風既能揚塵，也能拂塵，幸運的孿生兄弟時常遇到乾淨的火星風，塵土一掃而空。

為啥同款火星車勇氣號沒能跑得更遠、活得更久？

說到這兒，不能不提另一個因素：運氣。

儘管孿生兄弟倆勇氣號、機遇號生得一樣，能耐一樣，但探索路徑不同，遭遇也必然不同，也就決定了命運不可能相同。

尤其是在孤寂無援的火星世界，偶然因素必然也會被放大。

前面說過，先行登陸的勇氣號遭遇過兩次打擊：前輪失靈、深陷沙地，最終被困死沙場。2011年3月22日，NASA最後一次聯繫勇氣號。

相比而言，機遇號則要幸運得多。

一次陷入沙地，結果幾周後竟然奇蹟般走出絕地；一次機械臂出現故障，並不影響一路前行；

遭遇一次「失憶症」，數據存儲器失靈導致系統重置，結果頑強活下來；

遭遇兩次沙塵暴，2007年第一次，後來幸運遇到神奇的「迷你火星旋風」，將身上的沙塵一掃而空，太陽能翅膀照常使用。

直到2018年遭遇第二次，也是最後一次。從2018年6月10日一直到2019年1月12日，NASA項目團隊總計發出過800多個指令，竭盡全力地喚醒，只因幸運之神並非一直都在眷顧著機遇號，沒有了神奇的火星旋風，沒有了奇蹟再現，死神接管了一切。

不過，機遇號一生無憾。

將要發射的新一代火星車Mars2020，也有機遇號的優秀DNA，未來人類踏足的火星世界，也會銘記這個先驅者的傳奇……

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