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NASA的“毅力号”火星车刚刚打破了地外行驶的历史纪录

2026-10-21 23:15:42 前沿信息 阅读

NASA的“毅力号”火星车打破了一项历史性的太空探索纪录,其在另一个星球上的行驶距离超越了此前任何探测器。凭借其先进的自动驾驶系统,它仅用五年半的时间便超越了“机遇号”28.06英里的纪录,而此前完成这一壮举耗时近15年。目前,“毅力号”正在对太阳系中一些最古老的岩石进行探索,寻找有关远古火星环境可能曾支持生命存在的线索。

更令人惊叹的是“毅力号”完成这一壮举的速度。“机遇号”花了近15年时间才走完其创纪录的距离,而“毅力号”仅用了五年半的时间。这一里程碑是在火星车第2006个火星日(即sol)达成的。

该纪录是在“毅力号”向一个名为“Idubi”的地点行进途中创下的,它穿过的是杰泽罗陨石坑西缘以外一个名为“Lac de Charmes”的区域。该区域包含的可能是太阳系中曾被研究过的最古老的地形。

这片地貌保存了对遥远过去的一瞥。地球上类似的岩石由于侵蚀和地壳通过板块构造的不断运动而基本消失(火星没有构造板块)。在Idubi,科学家希望发现古代热液系统的证据,在那里,曾经被加热的水在岩石中循环,可能创造了适合生命存在的条件。

NASA自动驾驶火星车如何打破纪录

“毅力号”能够行驶如此之远,最大的原因之一是其复杂的自主驾驶系统。

这项名为AutoNav的技术使火星车能够在不等待来自地球的详细驾驶指令的情况下,在大部分火星地形中导航。当“毅力号”移动时,它会不断捕捉周围环境的图像,构建潜在障碍物的三维地图,并在任务控制员选定的目的地之间选择一条安全路线。

 

NASA工程师将这一过程描述为“边开边想”。

该系统在“毅力号”以最高速度或接近最高速度行驶时运行,使火星车能在单个火星日内行驶多达1351英尺(412米)。

在“毅力号”行驶的总距离中,超过90%是由AutoNav评估地形完成的。相比之下,“机遇号”及其双胞胎火星车“勇气号”使用的早期版本自主导航系统,仅负责评估了它们约5%的驾驶距离。

当与NASA的第一辆火星车“旅居者号”相比时,技术进步更加明显。那个早期的机器人仅评估20个测量点来确定前方最安全的路线。而“毅力号”现在每次检查周围地形时,会分析大约60万个点。

“在这个技术已经发展到此类驾驶成为常规操作的时刻,能够参与‘毅力号’的工作是一种荣誉,”位于南加州的NASA喷气推进实验室“好奇号”和“毅力号”火星车项目经理Steven Lee说。“最初的任务要求行驶里程不超过12.4英里。我们已经远远超过了这个数字,而且所有移动系统都完全正常运行,地面延寿测试结果良好,我们预计‘毅力号’在未来许多年内将继续刷新这一纪录。”

NASA已经批准了“毅力号”的首次任务延期。从10月份开始,这项延长的任务将允许火星车继续调查杰泽罗陨石坑边缘,直至大约2028年底。

 

近30年的火星车探索

“毅力号”的成就是建立在火星上近三十年机器人探索的基础之上的。随着每一代新火星车的出现,NASA的火星车在行驶更长距离、在困难地形中导航以及调查早期探测器无法到达的地点方面变得越来越强大。

这段旅程始于1997年的“旅居者号”,这是一辆大约微波炉大小的小型火星车。在其83个sol的任务期间,它行驶了约330英尺(100米)。

2004年,“勇气号”和“机遇号”的到来使NASA向前迈出了一大步。这些高尔夫球车大小的火星车最初设计仅运行90个火星日,但两者都大大超出了预期。

“勇气号”行驶了4.8英里(7.7公里),在2010年因未能熬过严酷的火星冬季而结束任务。

“机遇号”则运行了更长的时间,保持活跃状态长达惊人的5111个sol。2015年,它成为第一辆在另一个世界完成马拉松距离的探测器。其最终总里程确立了驾驶纪录,而“毅力号”现在已经打破了这一纪录。

与此同时,NASA的“好奇号”火星车于2012年降落在盖尔陨石坑并持续探索至今,已经行驶了超过23.65英里(38.07公里)。

“毅力号”正成为更聪明的驾驶员

尽管“毅力号”已经超越了之前所有的地外驾驶纪录,NASA工程师仍在继续提升其导航能力。

“打破这一纪录的火星车是通过自己决定路径来实现的。鉴于其拥有直接前行的自主权,‘毅力号’现在比刚着陆时是一名更好的驾驶员,而且我们的工作还未结束,”“毅力号”机器人操作副团队负责人Mark Maimone说。“我们最新的软件教导‘毅力号’减少转向、增加直行,并在行驶中途根据轨道地图检查自身位置。下一个前沿是太阳光本身。导航相机中的眩光是我们为什么在驶向太阳时会在下午中旬停车的原由,如果我们能教导火星车看透这些伪影,后续的每一辆火星车都将获得更长的工作时间。”

一个挑战是明亮的阳光会干扰火星车的导航相机,使其软件更难判读地形。当“毅力号”朝太阳方向行驶时,任务规划人员目前会在下午中旬停止驾驶以避免这些问题。

找到克服这一限制的方法,可以让“毅力号”和未来的火星车每天有更多时间进行探索。

该火星车的纪录也延伸到了火星之外。在其旅程的早期,“毅力号”就超过了在月球上实现的两项历史性驾驶距离。

1972年,阿波罗17号宇航员Gene Cernan和Harrison Schmitt在月球表面行驶了22.2英里(35.7公里)。次年,苏联的机器人月球车2号行驶了24.2英里(39公里)。“毅力号”现在已经超越了这两个距离。

探索40亿年前的岩石以寻找古代生命的迹象

然而,对NASA而言,创行驶里程纪录并非首要目标。火星车行驶得更远、更快的能力使科学家能够调查更多的地质构造,检查更多种类的岩石,并拼凑出火星的环境历史。

“毅力号”已经探索了几处截然不同的地貌。它的旅程始于杰泽罗陨石坑内的一个古老湖床,并继续穿过曾经将水和沉积物带入该盆地的河流系统的遗迹。

沿着这条路线,火星车遇到了一块名为“Cheyava Falls”的岩石,科学家在此发现了潜在的生物特征。生物特征是一种特征或化学模式,可能提供过去生命的证据,尽管非生物过程有时也会产生类似的线索。

此后,火星车向陨石坑边缘攀登,科学家们正在那里调查另一种类型的古代环境。研究人员现在感兴趣的是该地区曾经发生过热液活动的可能性,而不是任务早期检查的湖泊和河流栖息地。

当水与热岩石相互作用时,就会形成这样的系统,从而可能产生可以支持微生物生命的化学条件。

到目前为止,“毅力号”已经收集了29个岩石和风化层(覆盖火星表面的松散物质)样本。这些样本来自几个不同的环境,包括陨石坑底部、一条古老河流留下的扇形沉积物以及陨石坑边缘。

边缘区域的一些岩石形成于大约40亿年前的重大撞击事件中。它们保存了行星历史极其早期的证据,而这些证据在地球上大部分已因地质活动而消失。

在完成对Lac de Charmes的调查后,预计“毅力号”将在其延长任务期间继续沿着陨石坑边缘行驶,然后向南进发。

未来的一个目的地是彩虹瀑布,这是一块巨大的火星古代地壳,宽达328英尺(100米)。该构造是由最初形成杰泽罗陨石坑的强烈撞击向上推挤而成的。

随着“毅力号”继续其旅程,每多行驶一英里都可能让科学家更接近于了解火星的古代环境,以及这颗红色星球是否曾经拥有生命所需的条件。

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Materials provided by NASA. Note: Content may be edited for style and length.

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