NASA公布的新一代火星漫遊車「火星2020」有何特點和改進？

這極有可能是人類歷史上最貴的一輛車！

近期NASA宣布人類歷史上最為複雜的火星車「火星-2020（Mars 2020）」的建造取得重大進展，將會順利趕上2020年7月的發射窗口。

由於火星與地球在太陽系的相對關係，二者擁有一個780天的會合周期，這意味著從地球探測火星的窗口每26個月才出現一次，如果錯過就要額外等待兩年多。

按照傳統，在發射前NASA估計又將舉辦小學生作文大賽，為這部火星車征名，不知道會是哪位小朋友得到這個殊榮。

火星2020（Mars 2020）藝術設計圖 ?NASA/JPL

早在2012年8月6日造價高達25億美元的好奇號火星車成功降落火星後不久，2012年12月4日NASA關於新一代火星車的項目就正式立項，就是眼前的火星2020號。它基於好奇號的平台開發而來，在眾多儀器上做出一定改進。

相比較好奇號專註於分析火星土壤和岩石的物質組成，火星2020則專註於尋找生命的痕迹。它攜帶的X射線光化學熒光光譜儀，可以更加精細測定土壤和岩石的精細元素構成。所攜帶的新型地下雷達成像儀則直接可以探測地下十米以內的水冰和鹽水含量，並輔助監測有機物的含量。

好奇號降落到火星後的一張自拍（舉著相機的機械臂已被PS掉）?NASA

而它在好奇號的功能之外，還帶有四個超級絕活：

a. 攜帶了一套火星制氧實驗裝置，可以將空氣中二氧化碳轉化為氧氣。對於人類未來的載人登陸火星任務，幾乎不可能將返回火箭發射時用的巨大燃料儲備送到火星地表，難度過大。而從火星空氣和土壤中提取甲烷、液氧、液氫等燃料無疑成為最佳選擇。而氧氣的製備，無論對於未來人類的生存還是火箭燃料來源，意義不言自明；

火星直升機藝術效果圖 ?NASA/JPL

b. 攜帶了一台「火星直升機」。雖然火星的大氣密度和氣壓連地球的1%都不到，但火星2020將釋放一台僅重1公斤的超強直升機，能夠實現每天最多3分鐘的工作時間。它可以極大擴展火星2020的探測範圍，每天可以探測1公里左右，這將是人類歷史上首次將有翼飛行器送入其他星球。要知道人類第一個火星車旅居者號在7天工作時間內才爬行了100米左右距離，而這個直升機每天的工作距離都是它的十倍之遠！

遍布鏡頭的火星2020 ?NASA/JPL

c. 火星2020攜帶了共計23台照相機，歷史之最。除了工程和避險相機外，這23台中還能實現彩色成像、三維成像、微距成像、紫外激光器等一系列複雜功能。因此火星2020的功能也將大大提升:它不再需要停下來一塊一塊分析土壤和岩石，當發現值得研究的目標時，僅需調動相關相機就可在幾米開外詳細研究。

計劃接應並執行採樣返回火箭發射任務的火星探測器藝術圖 ?NASA/JPL

d. 在人類首次探測火星已經57年後，火星2020將在60周年之際開啟採樣返回的新一輪挑戰（俄羅斯曾經嘗試兩次但不幸失敗），這個火星車將會收集值得研究的火星土壤或岩石樣本，由下一個專註於發射火箭返回的探測器將樣本送回地球。火星車縱然已經功能強大，但和地球上的專業實驗室相比還不可同日而語，如果能夠帶回地球研究，得到的結論必將讓人大吃一驚。

可以想像，它所實現的功能將大大超越前輩好奇號。當然，它的重量也不低，預計將達到1噸左右、甚至超越它的前輩好奇號，成為人類歷史上最重的一輛火星車。

好奇號降落過程中「空中吊車」技術全過程 ?NASA/JPL

這意味著它將繼續沿用好奇號的「空中吊車」技術：在降落過程中，著陸器在經過大氣摩擦減速和降落傘減速後將會分成兩個部分，上部分攜帶有巨大能量的8個反推火箭，形成一個懸浮在空中的「吊車」，下部的火星車通過電纜和3條柔性鋼索與之相連。隨著空中吊車緩慢減速降落，一旦火星車安全碰觸地面後，所有的關聯繩索在幾毫秒內迅速被切斷，空中吊車迅速飛走並遠離火星車後墜毀。

要知道，這幾乎相當於把一輛家用小轎車從迪拜塔上扔下來後，中途啟動空中吊車（好奇號的吊車啟動時運動速度高達90米/秒、距離地表數百米），在短短几十秒內將相對速度減到幾乎為0。而由於火星車上精密儀器的存在，對衝擊力的容忍程度非常低，相當於家用轎車的報警系統也不能被觸發，難度可想而知。

火星2020空中吊車技術降落過程動圖 ?NASA

而火星2020的空中吊車還將做進一步改進，它可以規避風險選擇最優路徑將火星車放到最理想的地點。

如果說好奇號的空中吊車可以將它從迪拜塔安全「扔到」地面上，那麼火星2020的空中吊車則可以將它精準「扔到」停車位里。

能量來源方面，火星2020也將繼續沿用鈈-238組成的放射性同位素熱電機，這種原子彈副產品製造的「核電池」有著高達88年的半衰期，可以為火星車24小時提供穩定的能量來源。這種電池已經陪著兩位旅行者探測器在太空中飛行了40年依然與地面保持有效聯繫，也驅使著好奇號在火星表面行走了17310米！

每一天，這個距離都在增加。

由於繼續使用了好奇號的基準平台和成熟的空中吊車技術，火星2020在建造方面的成本有所降低，但由於新型儀器的使用，它目前的預算已經高達21億美元，逼近好奇號的25億美元。

考慮到它還有三年才發射且極有可能是一個超長工作時間的火星車，它的預算最後極有可能超越好奇號，成為人類歷史上最昂貴的一部車。

而好奇號的25億美元是個什麼概念呢？

890公斤的它，大概等值於40噸黃金！

而火星2020極有可能超過這個數字！

Space-X預計在2018年初首次試射獵鷹超重型火箭，挑戰將一輛特斯拉電動車送到火星轉移軌道。無論是商業營銷還是作為火箭的測試載荷系統的一部分設計，這都是一個瘋狂的想法
? knews.space

現在，包括美國（NASA和Sapce-X）、歐空局、中國、俄羅斯、日本、印度和阿聯酋的眾多航天機構也都摩拳擦掌，瞄準2020這個時間窗口。屆時，人類即將迎來探測火星歷史上最繁忙的一年！

在人類邁出那一小步之前，從未想過自己可以如此偉大。

踏上火星的這一小步，將使人類從此成為一個跨越行星的物種。

Live: 征服火星：人類從此成為跨行星的物種