在外太空默默驻守的星球车还好吗？

●鲁暘筱懿 文 索隆 编

二十世纪后半叶，美国和苏联两个超级科技大国在太空发起了一场竞赛。昂贵的参赛费用虽使两个超级大国不堪重负，但从促进科技发展的角度看，这场激烈的竞赛使人类现代科技到达了前所未有的水平，其中很多创造性成果为此后深空探测和地外天体开发打下了坚实基础。这些留在地外的星球车中，有属于美国的5辆火星车和3辆月球车，属于苏联的则是两辆月球车。

第一辆开出地球的车

1970年11月17日，苏联“月球17号”探月着陆器登陆月球，在月面雨海地区着陆。随月球17号踏上月球表面的还有一同前来的“月球车1号”，“月球车1号”成为世界上第一辆成功发射到地球以外天体上的人造车辆，人类第一次在地球上对另一个星球上的车辆进行远程控制。在随后的300多天时间里，这个以苏联T-34坦克为原型设计的澡盆形状的月球车在广袤的月球雨海地区纵情驰骋。“月球车1号”总共行驶了10,540米，实地探测近8万平方米范围的月球表面环境，拍摄了2万余张照片，在途经的500个计划科考点上对月壤进行了物理力学特性分析，并对其中25个点的月壤进行了取样分析和月面辐射环境分析。椭圆形太阳能板和核温差电池使“月球车1号”的实际工作时间远超过计划的90天。

三年后，苏联人又将尺寸稍小的“月球车2号”送上了月球表面静海区域，这一次“月球车2号”日夜兼程的奔跑使它至今仍保持着人造车辆在地外行驶距离的最长纪录——47千米！而使它停住脚步的原因是奔跑过程中遇到的大坑，轮子打滑扬起的月尘盖住了太阳能电池板和散热器的核心部件，造成动力缺失和机体过热。

中国人的星球车

月球背面有一座环形山叫做“万户”，它是以中国明代飞天名人——万户的名字命名的。

2013年12月14日，在“万户飞天”传说广为流传的600余年后，中国人独立完成了月球车的研制并将其送上了月球虹湾地区。中国的第一辆地外星球车——月球无人巡视器“玉兔一号”成功踏上了月球表面。“玉兔一号”和5年后抵达月球背面的“玉兔二号”体型相当，都携带有大量月面探测仪器执行科考任务。和其他在月面工作的月球车一样，都要经历月昼月夜交替的残酷考验。由于月球自转周期约为27天，所以月球上的一个白天或一个夜晚相当于地球上的两个星期。

夜里零下180℃，白天零上150℃的剧烈温差使得玉兔们备受煎熬。寒夜依靠核温差电池释放的热量保持体温，白天凭借耐热元器件承受太阳的炙烤。“玉兔一号”虽因月尘静电吸附等原因而被困住动弹不得，但仍坚持在原地完成了大部分考察任务。

“天问一号”探测器从2020年7月发射以来，经过大半年的飞行，其着陆器部分携带着祝融号火星车于2021年5月降落在火星表面。祝融号火星车高度1.85米，重240公斤，设计寿命3个火星月，其任务是研究火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。

祝融火星车搭载了很多先进仪器，比如表面成分探测仪、多光谱相机、导航地形相机等6台科学载荷。相较于国外的火星车，中国祝融号移动能力更强大，设计也更复杂，祝融号采用主动悬架，6个车轮都可以独立驱动、独立转向，除前进、后退、四轮转向行驶等功能外，还具备螃蟹行走的运动能力，用于灵活避障以及大角度爬坡。

祝融号还隐藏了很多强大技能，包括车体升降，可以自由选择车辆高低，抬轮排故等能力。在中国传统文化中，“祝融”象征我们祖先用火照耀大地，带来光明。作为中国第一辆火星探测车，拉近了火星与中国的距离，让中国航天人能够更加清晰地了解火星。

有人驾驶的月球车

目前为止，成功在地球以外天体表面运动的13辆人造车中有三辆车显得与众不同。这三辆车是美国上世纪70年代执行阿波罗15、阿波罗16和阿波罗17三次载人登月任务所使用的月球车。

美国的阿波罗登月计划成功将18名宇航员送往月球，由于每次需要有一人留在环绕月球的指令舱上，所以其中只有12名宇航员有幸登上过月球。与迈出“人类一大步”的登月第一人——阿姆斯特朗不同，美国宇航局为执行阿波罗15、阿波罗16、阿波罗17三次任务的六位宇航员都配了车——三辆由宇航员亲自驾驶的类似高尔夫球车一样的四轮“新能源车”。宇航员的太空服承担着这辆车对人体所有的保护作用：防辐射、供氧、提供生命维持系统等等。由于采用和现今“新能源汽车”相似的结构和电池供能方式、橡胶充气轮胎，这些有人驾驶的月球车可以不惧月尘及小块岩石的影响，真正实现了月面飞驰。17千米/小时的月球车时速成为迄今为止月面车辆行驶的最高纪录。

火星车家族里的双胞胎

在登月竞赛后，美国和苏联同时把赛场移向了太阳系其它天体。在行星探测界有个很奇怪的魔咒：目前为止苏联人只能把着陆探测器送上金星这颗“女人星”，美国人只能送其上火星这颗“男人星”（希腊神话中金星的化身是维纳斯女神，火星的化身是战神马尔斯）。

从1960年开始，苏联人就尝试把火星探测器送上火星表面，可每次都功亏一篑，至今还没有成功过。美国的情况则截然相反，金星去不成，火星探测却搞得风生水起。从1997年将第一台火星车“旅居者”号送上火星，至今已将五台火星车成功的派到火星表面执行任务。面对每26个月的火星发射窗口及进入火星大气层后诸多不确定因素的考验，为了保险，美国人经常连续发射两个火星探测器。为了节省研发成本，接连发射的探测器上搭载的火星车往往是同一个平台研发，外形酷似。这也造成了机遇号与勇气号、好奇号与毅力号像极了两对双胞胎。毅力号是美国航天局于2020年发射的迄今最为复杂的火星车。与2011年发射的好奇号相比，毅力号拥有更加多样的科学载荷。毅力号腹部还携带了一架无人机“灵巧号”。灵巧号采用太阳能动力源，能最远飞50米、最高5米，是人类第一架地外直升机。

表一

地球车与星球车有哪些不同

人类似乎从来不缺乏想象力，从中国古代的木牛流马到法国人古斯塔夫·特鲁夫制造的第一辆电动汽车，想象力促进了科技进步也改变了人类的出行方式。现今的车已不再只用蒸汽驱动，高效利用能源的电动新能源车已将梦想照进现实，再过二十年，也许现在满大街跑的“汽油车”将变为博物馆里的珍贵藏品。任何车辆的设计都与用车环境有着紧密的联系。地球车之所以是现如今我们看到的样子，是因为地球环境、道路状况、人类驾驶习惯等因素影响的结果。不妨以表格形式比较一下地球、月球、火星的环境（表一）：火星、月球这样的天体表面与地球陆地十分不同。地球已帮助人类将大部分恶劣的环境条件过滤掉，取而代之的是舒适和常态化的行驶条件。反言之，如果你想驾车在地外天体上畅游，你的车应该有供氧装置、防辐射系统、模拟地球重力和气压装置、核能或高效太阳能电源、保温和照明装置、质量过硬的轮胎等。地球上为适应环境而对车辆进行改造的例子也很多，比如开向青藏高原的列车就进行了加压供氧的车厢改造，使乘客几乎感觉不到随着海拔升高而引起的气压降低缺氧等问题。

造未来的星球车——马斯克与他的火星车

有一个地球人——他生在南非、长在美国、说要死在火星上，他经营的公司地球人都知道：PayPal、特斯拉、Space X......这些已将其影响力逐步渗透到大众平常生活里的商业公司不仅使埃隆·马斯克成为地球上极具感召力的商业巨头，还使他通过各公司业务间的巧妙关联逐步完成自己的梦想——移民火星。纵观马斯克的商业帝国，其众多商业公司分为以盈利为目的和以技术实现为目标两类。巨量营收使马斯克有充裕资金投入到“烧钱”的技术研发上。Space X、特斯拉这些科技公司的成功使马斯克一步步实现在火星建立“马斯克城”的梦想。

通过Space X的一系列便宜好用的产品，马斯克实现了用低廉的价格将人和货物送出或运回地球的愿望。马斯克在意识到在地外天体只有向地下发展才是人类对抗宇宙辐射最经济的途径后，利用Boring Company开发的隧道技术实践“多快好省打洞”的方法。特斯拉电动汽车为马斯克吸引世人眼球的同时，还为马斯克挣取大量资金，实现了马斯克要求的“制造能力”。

火星车Cybertruck是一体成型制造的车辆。不过，Cybertruck要想真正在火星地表飞驰，尚需时日。试想，要将一辆长近6米，重量接近3吨的大皮卡送上火星，目前还不是一件容易的事情。在那之前，用来运输这辆设计颇具未来感的电动车的重装火箭和一系列意在维持驾驶员生命安全的系统，需要先被研发成功。依靠马斯克一直以来出色的执行力，未来可期。

伴随着地球上的车辆进化，未来行驶在月球、火星甚至是气态行星、卫星上的“人造”车辆将具备更智能的操控系统，这些车辆也不再仅承担科考那么单一的任务，拉货、载客观光亦可行之。