●魯暘筱懿 文 索隆 編

二十世紀(jì)后半葉，美國(guó)和蘇聯(lián)兩個(gè)超級(jí)科技大國(guó)在太空發(fā)起了一場(chǎng)競(jìng)賽。昂貴的參賽費(fèi)用雖使兩個(gè)超級(jí)大國(guó)不堪重負(fù)，但從促進(jìn)科技發(fā)展的角度看，這場(chǎng)激烈的競(jìng)賽使人類現(xiàn)代科技到達(dá)了前所未有的水平，其中很多創(chuàng)造性成果為此后深空探測(cè)和地外天體開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些留在地外的星球車中，有屬于美國(guó)的5輛火星車和3輛月球車，屬于蘇聯(lián)的則是兩輛月球車。

第一輛開出地球的車

1970年11月17日，蘇聯(lián)“月球17號(hào)”探月著陸器登陸月球，在月面雨海地區(qū)著陸。隨月球17號(hào)踏上月球表面的還有一同前來(lái)的“月球車1號(hào)”，“月球車1號(hào)”成為世界上第一輛成功發(fā)射到地球以外天體上的人造車輛，人類第一次在地球上對(duì)另一個(gè)星球上的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在隨后的300多天時(shí)間里，這個(gè)以蘇聯(lián)T-34坦克為原型設(shè)計(jì)的澡盆形狀的月球車在廣袤的月球雨海地區(qū)縱情馳騁?！霸虑蜍?號(hào)”總共行駛了10,540米，實(shí)地探測(cè)近8萬(wàn)平方米范圍的月球表面環(huán)境，拍攝了2萬(wàn)余張照片，在途經(jīng)的500個(gè)計(jì)劃科考點(diǎn)上對(duì)月壤進(jìn)行了物理力學(xué)特性分析，并對(duì)其中25個(gè)點(diǎn)的月壤進(jìn)行了取樣分析和月面輻射環(huán)境分析。橢圓形太陽(yáng)能板和核溫差電池使“月球車1號(hào)”的實(shí)際工作時(shí)間遠(yuǎn)超過(guò)計(jì)劃的90天。

三年后，蘇聯(lián)人又將尺寸稍小的“月球車2號(hào)”送上了月球表面靜海區(qū)域，這一次“月球車2號(hào)”日夜兼程的奔跑使它至今仍保持著人造車輛在地外行駛距離的最長(zhǎng)紀(jì)錄——47千米！而使它停住腳步的原因是奔跑過(guò)程中遇到的大坑，輪子打滑揚(yáng)起的月塵蓋住了太陽(yáng)能電池板和散熱器的核心部件，造成動(dòng)力缺失和機(jī)體過(guò)熱。

中國(guó)人的星球車

月球背面有一座環(huán)形山叫做“萬(wàn)戶”，它是以中國(guó)明代飛天名人——萬(wàn)戶的名字命名的。

2013年12月14日，在“萬(wàn)戶飛天”傳說(shuō)廣為流傳的600余年后，中國(guó)人獨(dú)立完成了月球車的研制并將其送上了月球虹灣地區(qū)。中國(guó)的第一輛地外星球車——月球無(wú)人巡視器“玉兔一號(hào)”成功踏上了月球表面?！坝裢靡惶?hào)”和5年后抵達(dá)月球背面的“玉兔二號(hào)”體型相當(dāng)，都攜帶有大量月面探測(cè)儀器執(zhí)行科考任務(wù)。和其他在月面工作的月球車一樣，都要經(jīng)歷月晝?cè)乱菇惶娴臍埧峥简?yàn)。由于月球自轉(zhuǎn)周期約為27天，所以月球上的一個(gè)白天或一個(gè)夜晚相當(dāng)于地球上的兩個(gè)星期。

夜里零下180℃，白天零上150℃的劇烈溫差使得玉兔們備受煎熬。寒夜依靠核溫差電池釋放的熱量保持體溫，白天憑借耐熱元器件承受太陽(yáng)的炙烤。“玉兔一號(hào)”雖因月塵靜電吸附等原因而被困住動(dòng)彈不得，但仍堅(jiān)持在原地完成了大部分考察任務(wù)。

“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器從2020年7月發(fā)射以來(lái)，經(jīng)過(guò)大半年的飛行，其著陸器部分?jǐn)y帶著祝融號(hào)火星車于2021年5月降落在火星表面。祝融號(hào)火星車高度1.85米，重240公斤，設(shè)計(jì)壽命3個(gè)火星月，其任務(wù)是研究火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征、火星表面土壤特征與水冰分布、火星表面物質(zhì)組成、火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征、火星物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

祝融火星車搭載了很多先進(jìn)儀器，比如表面成分探測(cè)儀、多光譜相機(jī)、導(dǎo)航地形相機(jī)等6臺(tái)科學(xué)載荷。相較于國(guó)外的火星車，中國(guó)祝融號(hào)移動(dòng)能力更強(qiáng)大，設(shè)計(jì)也更復(fù)雜，祝融號(hào)采用主動(dòng)懸架，6個(gè)車輪都可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向，除前進(jìn)、后退、四輪轉(zhuǎn)向行駛等功能外，還具備螃蟹行走的運(yùn)動(dòng)能力，用于靈活避障以及大角度爬坡。

祝融號(hào)還隱藏了很多強(qiáng)大技能，包括車體升降，可以自由選擇車輛高低，抬輪排故等能力。在中國(guó)傳統(tǒng)文化中，“祝融”象征我們祖先用火照耀大地，帶來(lái)光明。作為中國(guó)第一輛火星探測(cè)車，拉近了火星與中國(guó)的距離，讓中國(guó)航天人能夠更加清晰地了解火星。

有人駕駛的月球車

目前為止，成功在地球以外天體表面運(yùn)動(dòng)的13輛人造車中有三輛車顯得與眾不同。這三輛車是美國(guó)上世紀(jì)70年代執(zhí)行阿波羅15、阿波羅16和阿波羅17三次載人登月任務(wù)所使用的月球車。

美國(guó)的阿波羅登月計(jì)劃成功將18名宇航員送往月球，由于每次需要有一人留在環(huán)繞月球的指令艙上，所以其中只有12名宇航員有幸登上過(guò)月球。與邁出“人類一大步”的登月第一人——阿姆斯特朗不同，美國(guó)宇航局為執(zhí)行阿波羅15、阿波羅16、阿波羅17三次任務(wù)的六位宇航員都配了車——三輛由宇航員親自駕駛的類似高爾夫球車一樣的四輪“新能源車”。宇航員的太空服承擔(dān)著這輛車對(duì)人體所有的保護(hù)作用：防輻射、供氧、提供生命維持系統(tǒng)等等。由于采用和現(xiàn)今“新能源汽車”相似的結(jié)構(gòu)和電池供能方式、橡膠充氣輪胎，這些有人駕駛的月球車可以不懼月塵及小塊巖石的影響，真正實(shí)現(xiàn)了月面飛馳。17千米/小時(shí)的月球車時(shí)速成為迄今為止月面車輛行駛的最高紀(jì)錄。

火星車家族里的雙胞胎

在登月競(jìng)賽后，美國(guó)和蘇聯(lián)同時(shí)把賽場(chǎng)移向了太陽(yáng)系其它天體。在行星探測(cè)界有個(gè)很奇怪的魔咒：目前為止蘇聯(lián)人只能把著陸探測(cè)器送上金星這顆“女人星”，美國(guó)人只能送其上火星這顆“男人星”（希臘神話中金星的化身是維納斯女神，火星的化身是戰(zhàn)神馬爾斯）。

從1960年開始，蘇聯(lián)人就嘗試把火星探測(cè)器送上火星表面，可每次都功虧一簣，至今還沒(méi)有成功過(guò)。美國(guó)的情況則截然相反，金星去不成，火星探測(cè)卻搞得風(fēng)生水起。從1997年將第一臺(tái)火星車“旅居者”號(hào)送上火星，至今已將五臺(tái)火星車成功的派到火星表面執(zhí)行任務(wù)。面對(duì)每26個(gè)月的火星發(fā)射窗口及進(jìn)入火星大氣層后諸多不確定因素的考驗(yàn)，為了保險(xiǎn)，美國(guó)人經(jīng)常連續(xù)發(fā)射兩個(gè)火星探測(cè)器。為了節(jié)省研發(fā)成本，接連發(fā)射的探測(cè)器上搭載的火星車往往是同一個(gè)平臺(tái)研發(fā)，外形酷似。這也造成了機(jī)遇號(hào)與勇氣號(hào)、好奇號(hào)與毅力號(hào)像極了兩對(duì)雙胞胎。毅力號(hào)是美國(guó)航天局于2020年發(fā)射的迄今最為復(fù)雜的火星車。與2011年發(fā)射的好奇號(hào)相比，毅力號(hào)擁有更加多樣的科學(xué)載荷。毅力號(hào)腹部還攜帶了一架無(wú)人機(jī)“靈巧號(hào)”。靈巧號(hào)采用太陽(yáng)能動(dòng)力源，能最遠(yuǎn)飛50米、最高5米，是人類第一架地外直升機(jī)。

表一

地球車與星球車有哪些不同

人類似乎從來(lái)不缺乏想象力，從中國(guó)古代的木牛流馬到法國(guó)人古斯塔夫·特魯夫制造的第一輛電動(dòng)汽車，想象力促進(jìn)了科技進(jìn)步也改變了人類的出行方式?，F(xiàn)今的車已不再只用蒸汽驅(qū)動(dòng)，高效利用能源的電動(dòng)新能源車已將夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，再過(guò)二十年，也許現(xiàn)在滿大街跑的“汽油車”將變?yōu)椴┪镳^里的珍貴藏品。任何車輛的設(shè)計(jì)都與用車環(huán)境有著緊密的聯(lián)系。地球車之所以是現(xiàn)如今我們看到的樣子，是因?yàn)榈厍颦h(huán)境、道路狀況、人類駕駛習(xí)慣等因素影響的結(jié)果。不妨以表格形式比較一下地球、月球、火星的環(huán)境（表一）：火星、月球這樣的天體表面與地球陸地十分不同。地球已幫助人類將大部分惡劣的環(huán)境條件過(guò)濾掉，取而代之的是舒適和常態(tài)化的行駛條件。反言之，如果你想駕車在地外天體上暢游，你的車應(yīng)該有供氧裝置、防輻射系統(tǒng)、模擬地球重力和氣壓裝置、核能或高效太陽(yáng)能電源、保溫和照明裝置、質(zhì)量過(guò)硬的輪胎等。地球上為適應(yīng)環(huán)境而對(duì)車輛進(jìn)行改造的例子也很多，比如開向青藏高原的列車就進(jìn)行了加壓供氧的車廂改造，使乘客幾乎感覺(jué)不到隨著海拔升高而引起的氣壓降低缺氧等問(wèn)題。

造未來(lái)的星球車——馬斯克與他的火星車

有一個(gè)地球人——他生在南非、長(zhǎng)在美國(guó)、說(shuō)要死在火星上，他經(jīng)營(yíng)的公司地球人都知道：PayPal、特斯拉、Space X......這些已將其影響力逐步滲透到大眾平常生活里的商業(yè)公司不僅使埃隆·馬斯克成為地球上極具感召力的商業(yè)巨頭，還使他通過(guò)各公司業(yè)務(wù)間的巧妙關(guān)聯(lián)逐步完成自己的夢(mèng)想——移民火星?？v觀馬斯克的商業(yè)帝國(guó)，其眾多商業(yè)公司分為以盈利為目的和以技術(shù)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)兩類。巨量營(yíng)收使馬斯克有充裕資金投入到“燒錢”的技術(shù)研發(fā)上。Space X、特斯拉這些科技公司的成功使馬斯克一步步實(shí)現(xiàn)在火星建立“馬斯克城”的夢(mèng)想。

通過(guò)Space X的一系列便宜好用的產(chǎn)品，馬斯克實(shí)現(xiàn)了用低廉的價(jià)格將人和貨物送出或運(yùn)回地球的愿望。馬斯克在意識(shí)到在地外天體只有向地下發(fā)展才是人類對(duì)抗宇宙輻射最經(jīng)濟(jì)的途徑后，利用Boring Company開發(fā)的隧道技術(shù)實(shí)踐“多快好省打洞”的方法。特斯拉電動(dòng)汽車為馬斯克吸引世人眼球的同時(shí)，還為馬斯克掙取大量資金，實(shí)現(xiàn)了馬斯克要求的“制造能力”。

火星車Cybertruck是一體成型制造的車輛。不過(guò)，Cybertruck要想真正在火星地表飛馳，尚需時(shí)日。試想，要將一輛長(zhǎng)近6米，重量接近3噸的大皮卡送上火星，目前還不是一件容易的事情。在那之前，用來(lái)運(yùn)輸這輛設(shè)計(jì)頗具未來(lái)感的電動(dòng)車的重裝火箭和一系列意在維持駕駛員生命安全的系統(tǒng)，需要先被研發(fā)成功。依靠馬斯克一直以來(lái)出色的執(zhí)行力，未來(lái)可期。

伴隨著地球上的車輛進(jìn)化，未來(lái)行駛在月球、火星甚至是氣態(tài)行星、衛(wèi)星上的“人造”車輛將具備更智能的操控系統(tǒng)，這些車輛也不再僅承擔(dān)科考那么單一的任務(wù)，拉貨、載客觀光亦可行之。