奇特轮胎、滑翔机，火星探索又有新利器

孙飞

随着航天技术蓬勃发展和“太空移民”理念兴起，火星近年来备受关注，人们畅想着将那里改造成第二个家园星球。而在人类登陆火星的宏伟目标下，新型航天技术装备层出不穷，有些相当新奇。

轮胎“复古”优势多

最近美国宇航局推出了一款新型火星探测器的车轮，让航天迷们大开眼界。车轮除了内部还保持常规框架结构之外，整个外部都包裹着密密麻麻的由金属环构成的网状物。有人笑称，这是防御火星人袭击的“锁子甲轮胎”。

美国航天界为什么要研发这种“中世纪复古风格”的车轮呢？其实，起因还要从美国好奇号火星车说起。这辆已在火星上工作10年的“老员工”最近实在是走不动了，从发回的照片可见，其履带式板状轮胎上已出现了巨大的孔洞与裂缝，结构强度肯定遭到了严重破坏。

这当然不是遭到了火星人攻击，而是恶劣的火星表面环境造成的，尖锐的碎石和坑洼的地势才是“元凶”，而火星表面近百摄氏度的巨大温差估计也让“好奇号”的铝制车轮寿命大幅缩短，所以才有了美国宇航局这次创新之举。

新式火星车轮胎放弃了铝制材料，改用镍钛合金，虽然造价不菲，但性能上升了一个等级。据说，轮胎还有“记忆恢复”功能，遭受外力挤压而变形后，一旦外力消失，轮胎可以自动恢复原状。通俗地理解，轮胎“坚韧之外，还很Q弹”。

新式车轮的主体结构出乎预料，几乎完全照搬了中世纪锁子甲的设计理念，一个个镍钛金属环互相连接，形成厚重的网状物。

为何采用这样的设计？首先，“锁子甲轮胎”表面附着力肯定要比板状强很多，不易出现轮胎打滑。其次，特殊结构确保，轮胎与火星表面接触时形成弹性碰撞，“以柔克刚”，更好地保护自己。

有人质疑，这种“金属网兜”会结实耐用吗？其实，中国古代军书《武备志》就形象剖析了这类锁子甲结构：“一环受簇，五环拱卫。”也就是说，一点受力，多点分担承压，可靠性还是有保障的。

最后，锁子甲结构还有一个突出优点，那就是止损作用显著。由于是多向连接，单个金属环破损不会持续恶化整体结构强度，避免了板状材料那种“裂缝变孔洞，小洞變大洞”的整体性崩溃。由此可见，古人的智慧有时真能解决今人现实中的难题。

翱翔天空探火星

火星探索活动发展到今天，性能再优越的火星车似乎也无法满足人类对新家园的探索欲望了，毕竟火星车每小时前进里程很难突破100米“大关”。以好奇号火星车为例，工作10年间只行驶了20多公里，被调侃为“乌龟的生活轨迹”。更何况火星地形极其复杂，奥林匹斯山海拔2万多米高，水手峡谷深达7000米，这些都是火星车“力不能及”之处。

正所谓“时势造英雄”，火星无人机应运而生，将成为未来火星探索的主力装备。在过去的1年里，美国机智号旋翼无人机已在火星完成数十次试验飞行，虽然每次升空时间最长仅几分钟，高度仅10米左右，却是具有里程碑意义的技术飞跃。

近日有消息称，具有更强实用性的美国火星滑翔无人机已完成了试验飞行。未来，体重仅5公斤的滑翔无人机将配备各类传感器和摄像头，被像纸飞机那样折叠起来，存放在篮球大小的迷你卫星中，前往火星。在释放后，它会自动伸展机翼和机身，再利用火星表面温差所形成的对流层，长时间如大鸟般自由翱翔在火星的天空，而它的“鹰眼”也随之开始尽情扫描神秘大地。

据美国研发和试验人员称，火星滑翔无人机的滞空飞行时间有望达到6个小时，航程超过1000公里。更有趣的是，这款“大鸟”可能并非一次性消耗品，设计团队还将同时送“鸟巢”登陆火星。那将是巨大的滞空气球，可以供火星滑翔无人机滞留停靠，等待下一次飞行任务的最佳风时与风向。

移民先锋“擎天柱”

其实，无论是火星车，还是火星飞行器，现阶段主要承担影像传输和光谱分析等工作，总给大家“眼见为虚”的错觉。有没有能让人们感同身受又可胜任更多任务的火星新装备呢？在异想天开中，人们似乎看到了希望，比如不久前曝光的人工智能机器人“擎天柱”。

也许在不久的将来，火星上会突然出现了一队人形访客——火星探索版“擎天柱”。它们的“皮肤”就是太阳能电池板，体内安装着各类勘探、扫描、化验、采集设备和综合分析系统。它们向着不同方向行进，目光所及就能绘制3D火星地图，脚踩到土壤就能分析出元素构成，手臂插入地下就能感知冰层的存在，口中咀嚼一下碎石就能找到金属矿脉。它们甚至可以爬到奥林匹斯山的顶峰，为人类绘制“脚下的火星”……就这样，它们不会喘息，不用饮食，年复一年，直到完成火星探索的最后一张拼图。

要知道，地球移民史的最初阶段普遍充满了艰辛和死亡。那么人类移民更遥远、环境更恶劣的火星，如何避免“死亡开拓期”呢？

其实，大家不必过于担忧，科技进步往往能减少牺牲。也许人类大规模移民火星之前的数十年里，百万名火星开拓版“擎天柱”已率先抵达那里，开采各类资源，制造生活用品，建立供水和制氧系统，甚至建成地下带有大楼、花园、医院的城市。届时，火星也许已经一改曾经蛮荒的“气质”，呈现出一派人类文明兴旺发达的魅力景象。

而当第一批人类移民走下飞船，看到火星上机器人的成果时，不知道会不会有人惊呼：“天啊！我们到底是火星的主人，还是客人呢？”

（文章来源《中国航天报》，图片来源于网络）