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为何火星车必须拥有超强大脑？

发表日期：2017年10月12日出处：中国探月与深空探测网【编辑录入：飞沙】

为何火星车必须拥有超强大脑？
发布时间：2015-12-04 字号：大中小

　　上个世纪末到本世纪初，美国已经先后发射了4辆火星车，即“索杰纳号”、“勇气号”、“机遇号”、“好奇号”。探测车的质量从11.5公斤的微型探测车，发展到约900公斤的中型探测车，最远的行驶距离已经超过马拉松比赛的长度。前苏联其实也曾经努力将一辆微型的火星车送到火星表面，但没有成功。目前，美国国家航空航天局、欧空局都有火星车发射计划，他们将利用2018年、2020年附近合适的窗口发射。
　　
　　火星探测涉及的技术领域非常多，现就火星车的技术特点简述如下。
　　
　　火星车是一个航天器，但与一般的航天器相比，又有鲜明的特点。根据任务要求，火星车必须具备移动性、环境适应性、自主性和服务性四个特点。
　　
　　1、移动性：火星车通过移动扩展了在被探测天体上的探测范围，解决了着陆点选择追求安全，与探测目标选择追求地质特征明显之间可能存在的矛盾，为科学目标的实现提供了重要手段。
　　
　　2、环境适应性：为了实现巡视探测，火星车必须具备环境适应性。除了需要面对普通航天器必须解决的真空、低温、辐射等环境适应性问题，还需要适应火星表面地形地貌、尘暴、低重力、高低温、低气压等特殊环境，任务实现过程中还需要解决远距离通讯，以及长时间日凌期间的探测器自主管理问题。
　　
　　3、自主性：考虑在火星表面巡视探测的实际条件，克服时延等限制，需要火星车具备较强的环境感知与识别、路径规划等能力，具有较强的任务分析、规划、实现能力。也就是说，要具备确定行驶路线，发现障碍危险的能力。
　　
　　4、服务性：火星车的用途就是服务于科学探测目标，携带科学仪器对感兴趣的目标实施就位探测，努力实现对火星表面类似身临其境的考察和实地勘探，深化人类对火星的认识。需要探测的项目有很多，比如火星地质演化、地形地貌、矿物成分、磁场、气温、气压、风速等等。
　　
　　航天领域专家普遍认为，火星车的研制将面临许多技术挑战。
　　
　　1、火星距离太阳更远，同样的面积下太阳光的能量只有月球表面的40%，因此，火星车太阳翼的面积越大越好，为了接收更多的太阳光，火星车的“翅膀”将变得更大、更漂亮，而且“翅膀”的方向还要不断调整，努力对着太阳的方向。尽管火星表面的温度比月球表面的温度温和些，但还是需要为火星车穿上一件适合的“棉衣”。
　　
　　2、火星有大气，但是气压很低，只有地球表面大气压力的1%。在火星的夏季，常常形成尘暴，有点像地面的沙尘天气。此时火星车接收的太阳光能量急剧下降，必须为火星车设计一个“休眠”模式，耐心地等待尘暴过去。
　　
　　3、火星表面的重力只有地球的38%，但是比月球表面的重力大多了，因此火星车移动的时候，就需要更大的功率，火星车的“筋骨”也必须设计得更强壮才行。
　　
　　4、月球车工作的时候，地面很快就能知道车上的状态，遇到紧急情况，地面控制的指令也可以很快送到。但是火星车的信号传到地面，最长需要20分钟，地面的指令又需要20分钟，火星车才能收到。所以必须为火星车设计“超强大脑”。一般情况下，火星车都要自己处理，只有特别复杂的问题，自己解决不了，才交给地面的“师傅”们解决。（南山）