翻山越岭的“蜗牛”

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1、翻山越岭的“蜗牛”“好奇”号火星探测器于2011年11月发射，长途跋涉8个多月后于2012年8月6日在火星成功着陆。这是美国发射的第四个火星探测器，也代表了当今最前沿的外空探测技术。那么，这个大小不如一辆迷你汽车的小家伙造价是多少？它跑起来快吗？面对太空中危险的宇宙射线，它该如何应对？人们对“好奇”号如何进行遥控操作？它靠什么来提供能源？下面就让我们一一破解这些问题。“好奇”号为什么这么贵令人感到奇怪的是，美国大小报纸对“好奇”号的各种相关报道，往往关注的并不是它上面搭载的各种光谱分析仪，或是用来采集样本的机械手，而是令人咋舌的24亿美元项目开支。“好奇”号火星探测器长2.9米，宽2

2、.7米，高2.2米，重量900公斤，尺寸还不如一辆迷你汽车。即使在黄金价格居高不下的今天，同样重量的黄金也不过4千5百万美元，这24亿美元都花在哪了呢？原来24亿美元项目开支包括了为期8年的项目所有开支，包括探测器研发、制造、发射，更有发射后庞大的地面支持团队的费用。所以即便费用如此庞大，有很多媒体还是认为花费绝对物超所值。竟然比蜗牛还慢第5页共5页“好奇”号有6个直径50厘米的轮子，每个轮子都有独立的驱动，而前后4个还有独立的转向操作。不过它的速度可能会有些令人吃惊，最大速度是每小时90米，但平均速度每小时只有30米，就是说比蜗牛还要稍微慢一点！别小瞧了这只“蜗牛”啊，它特有的悬挂

3、系统使它能够爬过65厘米高的障碍、坡度12.5度的沙丘。而这一切都是在非常复杂的地形下，完全由计算机自主决策的，所以还是相当不错的。抗宇宙射线的探测器“好奇”号有两台主控计算机，每台使用的RAD750处理器有256兆内存，主频200兆赫，这是什么概念呢？就是“好奇”号的内存很小，比现在最便宜的山寨手机都小很多呢。不过，就是这样一块电路板却要至少几十万美元。为什么呢？原来太空中无论是生物还是计算机都面临一个巨大威胁——宇宙射线。生活在地球表面的我们由于有大气层的保护，来自太空的高能粒子对我们并不构成威胁，但是在太空中，这些粒子可以轻易穿过金属外壳，对敏感的电子设备造成伤害。所以火星探测

4、器所有电子器件都是经过辐射加强处理的，即使在相当强度的高能粒子的轰击下仍能保持正常功能。但对火星探测器这样必须具备超高可靠性的系统来说，光靠这个还不够，因为一旦主计算机失灵，整个探测器就如同断了线的风筝永远失去控制，24亿美元就全打了水漂。因此探测器有两台完全对称的计算机，任何一台出现故障，另外一个都可以完全接管整个系统。这就像长途驾车旅行，一定要确保备胎打好气。第5页共5页遥远的家书大家都知道光速是速度的极限，但是，即使以每秒30万公里的速度，无线电信号从火星到达地球仍要14分钟！这么巨大的延迟给地面遥控带来很多问题。这好像我们给火星的朋友打电话，我们说完“你好”，14分钟后，朋友

5、才听到问候，等他回答后，又要14分钟我们才能听到他的回答。在这长达半小时的时间里我们只能等待。因此，在对火星探测器的遥控操作中，都是非交互的单向传输，比如我们往往给探测器下达一串指令：“向前10米，放下机械手，钻孔，采集样品，放入光谱分析仪，传回实验结果”，然后我们就耐心等待返回结果吧。在等待的时间里，我们还可以对其他设备进行另外操作。另外一个挑战是传输速度。火星和地球极其遥远的距离使信号变得非常微弱，在噪音的干扰下，探测器只能和地球以非常缓慢的速度通信。要想传送一幅高分辨率的照片，往往需要一个多小时，如果是对探测器的计算机进行软件更新的话，就更是需要好几天。身手不凡的科学仪器“好奇

6、”号顶部的桅杆相机试验“好奇”号的转向能力“好奇”号火星探测器上面搭载的设备很多，这些设备个个都有好身手，下面我们就选择其中几个来看一下吧：主相机（2台）：分辨率1600x1200第5页共5页化学相机：它可以发射高强度的激光，将7米远的岩石样品瞬间融化并变成蒸汽，其内置的光谱分析仪则根据岩石蒸汽发光的不同波长来确定岩石的化学成分。气体及固体样本分析仪：用来分析火星大气和土壤的成分。辐射探测器：它可以探测飞行途中飞船内部和火星表面的辐射强度，这给将来载人火星飞行提供了有力的科学数据。机械手：长2.1米，可以在岩石上打孔并将样品送到相关分析设备，上面也装有相机和x射线光谱仪。持久供电的核

7、电池俗话说：在家千日好，出门一日难。我们平常只要把电器的插头接入墙上的电源插座就行了，可是在太空却很难找到这样的插座。你可能会想：人造卫星都有太阳能电池板，火星探测器也可以用啊！没错，以前的两个火星探测器“勇气”和“机遇”都全靠太阳能电池板来提供能源。但是这个设计有一个缺陷：每天只有几个小时有比较充足的阳光，这样探测器的活动就很受外界条件的限制，尤其是在风沙季节，太阳能电池板经常被沙土覆盖，更使情况雪上加霜。“好奇”号使用的是放射性同位素热电机，它利用放射