北京
数十年来，人类向火星派去的漫游车屈指可数，而每一辆都代表着当时航天技术的巅峰。如今，NASA 的“毅力号”（Perseverance）即将在火星表面突破 45.16 公里（28.06 英里）的累计行驶里程，一举超越此前由“机遇号”（Opportunity）保持的纪录。值得注意的是，这一里程仅仅用了约三分之一的时间——这背后究竟有何秘密？ 答案就藏在毅力号的车载“大脑”中。 “真正实现这一目标的关键技术，是它的自动导航系统。”NASA 喷气推进实验室（JPL）毅力号项目经理史蒂文·李（Steven Lee）如是说。 与地球上正筹备落地的自动驾驶汽车逻辑类似，毅力号通过车载摄像头拍摄周围地形，再交给计算单元用算法分析，选出最安全的行进路线。火星上没有清晰的地图、车道线，也没有路标，有的只是巨大的岩石和松软的沙坡。它唯一的幸运，是不必面对人类司机和拥堵的交通。 这种自动导航能力并非毅力号首创。早在 9 年前，与其结构高度相似的“好奇号”（Curiosity）就已安装了类似的硬件和算法。然而，两者的执行效率天差地别。 史蒂文·李解释，好奇号的车载计算机落后了一代，部分芯片技术甚至能追溯到上世纪 90 年代。由于算力掣肘，好奇号只有约 10% 的行驶全程能由自己完成决策，其余时间都需要等待地球发来的详细指令。在火星工作了近 15 年后，它的累计里程约为 38.6 公里，明显低于初来乍到的毅力号。 毅力号则大不相同——它搭载了更为先进的“视觉计算单元”（Vision Compute Element），可以一边转动车轮，一边处理环境感知和路径计算，无需频繁停下“思考”。因此，其约 90% 的行驶里程都实现了自主决策。 虽然毅力号的车轮最高速度仅为每小时 150 米，但由于它能持续前行并自主避开障碍，整体效率反而更高。任务副首席科学家维维安·孙（Vivian Sun）评价称：“自主驾驶能力让我们的探测范围大大超出以往，这对科学研究是非常大的助力。” 这种能力也与毅力号的任务定位相契合。好奇号降落在盖尔陨石坑（Gale Crater），需要沿着夏普山（Mount Sharp）缓慢爬升，逐层系统测量，行进速度天然受限。毅力号则降落在耶泽罗陨石坑（Jezero Crater），这里的目标区域分布更分散，快速穿梭反而能大幅度拓宽勘察范围，时常比科学家预想的时间更早抵达新地点。 毅力号之所以如此拼命赶路，是因为它肩负着重任。它正在研究太阳系中最古老的岩石之一——这些岩石年龄可追溯至约 40 亿年前，彼时的火星正处于“晚期大撞击时期”的尾声，天体碎片仍频繁撞击行星表面，但环境已经开始趋于稳定。 “这是人们第一次有机会在当地直接研究这种古老地形，实在太令人兴奋了。”维维安·孙说道。 科学家推测，在那一时期，火星可能曾拥有大型湖泊乃至海洋。毅力号正在通过逐一勘探远古地貌，寻找这一假说的证据，并试图厘清火星是否曾具备孕育生命的条件。有观点认为，远古火星的环境可能类似地球上的莫哈韦沙漠，只是曾有水流经过，但这一设想尚未得到确认。 回到车辆本身。好奇号在服役多年后，车轮出现了明显磨损，这也促使NASA针对毅力号重新设计了车轮。目前，毅力号车轮几乎看不到磨损痕迹。而唯一让团队留意的部件是车轮内的执行器——它最初仅按行驶 20 公里的寿命标准测试，但NASA已将认证标准提高至至少 100 公里，甚至更远。 毅力号的动力来源于放射性同位素温差发电机（RTG），不依赖推进剂、消耗品或润滑剂。史蒂文·李表示，只要不出意外，这辆火星车未来仍可能继续在火星表面自主行驶很多年。 45.16 公里只是一个节点。在这颗红色星球的荒原上，毅力号仍在向前，一圈又一圈地转动车轮，将人类的视野带向更远古的河床与更辽阔的未知。
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