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上個世紀末到本世紀初,美國已經先後發射了4輛火星車,即“索傑納號”、“勇氣號”、“機遇號”、“好奇號”。探測車的質量從11.5公斤的微型探測車,發展到約900公(gong)斤(jin)的(de)中(zhong)型(xing)探(tan)測(ce)車(che),最(zui)遠(yuan)的(de)行(xing)駛(shi)距(ju)離(li)已(yi)經(jing)超(chao)過(guo)馬(ma)拉(la)鬆(song)比(bi)賽(sai)的(de)長(chang)度(du)。前(qian)蘇(su)聯(lian)其(qi)實(shi)也(ye)曾(zeng)經(jing)努(nu)力(li)將(jiang)一(yi)輛(liang)微(wei)型(xing)的(de)火(huo)星(xing)車(che)送(song)到(dao)火(huo)星(xing)表(biao)麵(mian),但(dan)沒(mei)有(you)成(cheng)功(gong)。目(mu)前(qian),美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(ju)、歐空局都有火星車發射計劃,他們將利用2018年、2020年附近合適的窗口發射。
火星探測涉及的技術領域非常多,現就火星車的技術特點簡述如下。
火星車是一個航天器,但與一般的航天器相比,又有鮮明的特點。根據任務要求,火星車必須具備移動性、環境適應性、自主性和服務性四個特點。
1、移動性:huoxingchetongguoyidongkuozhanlezaibeitancetiantishangdetancefanwei,jiejuelezheludianxuanzezhuiqiuanquan,yutancemubiaoxuanzezhuiqiudizhitezhengmingxianzhijiankenengcunzaidemaodun,weikexuemubiaodeshixiantigonglezhongyaoshouduan。
2、環境適應性:為了實現巡視探測,火星車必須具備環境適應性。除了需要麵對普通航天器必須解決的真空、低溫、輻射等環境適應性問題,還需要適應火星表麵地形地貌、塵暴、低重力、高低溫、低氣壓等特殊環境,任務實現過程中還需要解決遠距離通訊,以及長時間日淩期間的探測器自主管理問題。
3、自主性:考慮在火星表麵巡視探測的實際條件,克服時延等限製,需要火星車具備較強的環境感知與識別、路徑規劃等能力,具有較強的任務分析、規劃、實現能力。也就是說,要具備確定行駛路線,發現障礙危險的能力。
4、服務性:火(huo)星(xing)車(che)的(de)用(yong)途(tu)就(jiu)是(shi)服(fu)務(wu)於(yu)科(ke)學(xue)探(tan)測(ce)目(mu)標(biao),攜(xie)帶(dai)科(ke)學(xue)儀(yi)器(qi)對(dui)感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)目(mu)標(biao)實(shi)施(shi)就(jiu)位(wei)探(tan)測(ce),努(nu)力(li)實(shi)現(xian)對(dui)火(huo)星(xing)表(biao)麵(mian)類(lei)似(si)身(shen)臨(lin)其(qi)境(jing)的(de)考(kao)察(cha)和(he)實(shi)地(di)勘(kan)探(tan),深(shen)化(hua)人(ren)類(lei)對(dui)火(huo)星(xing)的(de)認(ren)識(shi)。需(xu)要(yao)探(tan)測(ce)的(de)項(xiang)目(mu)有(you)很(hen)多(duo),比(bi)如(ru)火(huo)星(xing)地(di)質(zhi)演(yan)化(hua)、地形地貌、礦物成分、磁場、氣溫、氣壓、風速等等。
航天領域專家普遍認為,火星車的研製將麵臨許多技術挑戰。
1、火星距離太陽更遠,同樣的麵積下太陽光的能量隻有月球表麵的40%,因此,火星車太陽翼的麵積越大越好,為了接收更多的太陽光,火星車的“翅膀”將變得更大、更漂亮,而且“翅膀”的方向還要不斷調整,努力對著太陽的方向。盡管火星表麵的溫度比月球表麵的溫度溫和些,但還是需要為火星車穿上一件適合的“棉衣”。
2、火星有大氣,但是氣壓很低,隻有地球表麵大氣壓力的1%。在火星的夏季,常常形成塵暴,有點像地麵的沙塵天氣。此時火星車接收的太陽光能量急劇下降,必須為火星車設計一個“休眠”模式,耐心地等待塵暴過去。
3、火星表麵的重力隻有地球的38%,但是比月球表麵的重力大多了,因此火星車移動的時候,就需要更大的功率,火星車的“筋骨”也必須設計得更強壯才行。
4、yueqiuchegongzuodeshihou,dimianhenkuaijiunengzhidaocheshangdezhuangtai,yudaojinjiqingkuang,dimiankongzhidezhilingyekeyihenkuaisongdao。danshihuoxingchedexinhaochuandaodimian,zuichangxuyao20分鍾,地麵的指令又需要20分鍾,火星車才能收到。所以必須為火星車設計“超強大腦”。一般情況下,火星車都要自己處理,隻有特別複雜的問題,自己解決不了,才交給地麵的“師傅”們解決。(南山)

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