​毅力号登陆火星一周年，核动力、机械臂、直升机，比祝融号更先进

毅力号登陆火星一周年，核动力、机械臂、直升机，比祝融号更先进

一年前的昨天，2021年2月18日，超过1吨重的美国第三代火星车“毅力”号，成功降落在耶泽罗撞击坑，开始了一个没有感情的“钻工”的快乐生活。迄今为止，它共在火星上打了几十个个孔，为下一个返回地球的“航班”收集了大量的样本。

感觉毅力号的工作就是钻钻钻

迄今为止，美国共向火星成功发射了5个火星车，它们分别是1997年的“旅居者”号、2004年的“勇气”号和“机遇”号、2012年的“好奇”号和2021年的“毅力”号。作为其中最新的成员，“毅力”号的身上高科技云集，但其中最引人关注的，有三大“黑科技”是咱们的“祝融”号火星车还没有的，今天我们就来聊聊这个话题。

毅力号火星车

首先就是核动力，相信很多人看到“好奇”号和“毅力”号第一眼，就发现它们和我们的“祝融”号不一样，没有太阳翼，这是因为它们采用的是核动力驱动，或者从专业角度来说，叫做多任务放射性同位素热电发生器MMRTG，它主要用于给航天器的内核保温，也可以驱动火星车，可以算是广义上的核动力。

红圈处就是毅力号的MMRTG

“毅力”号的MMRTG系统质量大约为45千克，使用4.8千克的二氧化钚作为稳定供应的热源，能产生约 110 瓦的电能，预计十几年的任务周期内将一直保持这个发电水平。而“好奇”号的MMRTG系统初期可以提供约125瓦的电力输出，预计14年后还有100瓦，两者的核动力系统配置差不多。

地球实验室里的毅力号

相比咱们“祝融”号火星车的太阳能电池板，MMRTG系统不仅功率更大，而且还可以避免夜间或者冬季的电能供应不足的问题。更重要的是，由于火星上有风和沙尘暴，时间久了，太阳能电池板表面会蒙上一层灰，降低光电转换效率。美国第二代火星车“勇气”号和“机遇”号就遇到过这种问题，几乎无解。

美国三代火星车

有意思的是，美国“洞察”号火星工作站，前不久也遭遇了太阳能电池板积灰太多的问题，它的解决办法竟然是“以毒攻毒”，用机械臂抓起一铲火星尘土，洒向自己的太阳翼，以此来去除自己身上的灰尘，就像大象洗“沙浴”一样，也不知道最终的效果如何。而我国“祝融”号火星车的解决办法是抖一抖，它的4个太阳翼中，有2个可以人为控制抖动，必要的时候能用来去除灰尘，恢复光电转换效率。

积满灰尘的洞察号

祝融号前面两片太阳翼可以抖动

其实，“好奇”号和“毅力”号的MMRTG系统，我们也有，在嫦娥三号月球登陆器上就有成功应用，玉兔二号月球车的内核保温手段，也是采用同位素电池。另外，我国将在2024年和2025年发射自己的“旅行者一号”和“旅行者二号”，叫做“星际快车”IHP-1和IHP-2探测器，它们就采用了放射性同位素热电发生器 (RTG)作为动力。

嫦娥三号就有放射性同位素电池

而“毅力”号的第二个“黑科技”，则是装备了机械臂，上面有空心钻头等各种末端执行器。年前“毅力”号在火星岩石上打孔的时候，钻头转盘被两颗火星小石子卡住了，折腾了一两个月，才终于将它们退出，恢复功能。

毅力号的机械臂

卡住钻头转盘的火星小石子

实际上，机械臂几乎是美国火星车、固定式火星工作站的标配。除了早期的小不点“旅居者”号之外，其他的包括“勇气”号、“机遇”号、“好奇”号、“毅力”号，甚至连“凤凰”号、“洞察”号固定式火星工作站都有装备。而我们的“祝融”号火星车没有装备机械臂，真是非常可惜，只能对火星岩石进行“望、闻、问”，不能动手“切”了。

洞察号的小铲子

毅力号的钻头

钻头特写

据说“祝融”号的确有过一个带机械臂的设计，但是最终还是选择了目前的方案，究其原因，其实电力供应不是问题，关键是咱们没想到步子一下可以迈这这么大。咱们是第一次独立自主探测火星，一次成功实现“绕、落、巡”，已经是巨大的飞跃了，至于机械臂，对于咱们来说不是难事，嫦娥五号登陆器上就有，但咱们可以留给几年后的“祝融二号”。据说下一回咱们再探火星，就要采样返回了，一步追上美国的水平。

祝融号没有机械臂

“毅力”号的第三个“黑科技”，就是它携带的“机智”号火星直升机了。登陆火星这一年来，“机智”号共在火星上飞行了不少于12次飞行，飞行时间不低于1309秒，飞行距离超过2.5公里，大大提高了火星探测的效率，拓展了探测范围。

机智号火星直升机

而我国目前也正在研制火星直升机，可能会伴随“祝融二号”一起登陆火星。但是从目前的方案来看，基本上都在模仿美国“机智”号。可美国下一代火星直升机已在设计当中，采用6轴旋翼设计，体型、飞行距离、飞行高度都远远超过现在的“机智”号，而且美国还正在研制核动力的“蜻蜓”号飞行探测器，计划在2026年派往灭霸的老家，泰坦星。我们在追踪外国技术的时候，也要打“提前量”，可以将目光瞄准美国第二代火星直升机。

我国正在研制的火星直升机

左边是美国下一代火星直升机

蜻蜓号原型机

值得一提的是，在明年发射的嫦娥七号上，将携带一个外形像帝王蟹的飞越探测器，它有6条大长腿，能在月球表面爬行，也可以低空飞行，主要目的是在月球南极寻找水的直接证据，这也算是我们另类的“机智”号了。当然，由于月球表面没有大气，所以这个飞越探测器采用的是可以重复使用的小推力火箭发动机，而不是类似“机智”号的旋翼。

嫦娥七号的飞越探测器

“毅力”号成功登陆火星一周年，做了许多重要的工作，比如除了不知疲惫地打孔之外，还首次成功在火星上合成了氧气，为人类将来移民火星奠定了技术基础。而“祝融”号是咱们第一辆火星车，虽然技术水平相比“毅力”号、“好奇”号还有一定的距离，但比美国第二代火星车“勇气”号、“机遇”号还是有一些优势的，目前它正安全地运行在火星乌托邦平原南部。

“祝融”号的寿命虽然和美国火星车一样，标定是90个火星日，但目前已经安全运行超过278天，而且按照一般规律，还可以运行十几年，和“祝融二号”并驾齐驱。之所以外界很久没有听到它的消息了，那是因为运行时间久了，无论是媒体还是航天界，都有了一颗平常心，从火星传来的普通消息，都上不了新闻，这是一种进步。毕竟咱们不是韩国人，是见过大世面的，不用发射个火箭都哇哇哇。

祝融号和毅力号尺寸对比