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設備與工具北京時間 2020 年 7 月 30 日 19 時 50 分，世界各地的網(wǎng)友在屏幕前用不同語言道出一聲“祝好運”，而屏幕里，則是本年度火星探測窗口期 3 號選手的發(fā)射現(xiàn)場。
美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地（Cape Canaveral Air Force Station）41 號發(fā)射場，搭載著“毅力號”火星車（Perseverance Rover）的阿特拉斯 5 型運載火箭（Atlas V-541，又稱宇宙神 5 號）發(fā)射升空。
終于，抱有美好“希望”的阿聯(lián)酋、從不乏“天問”精神的中國以及擁有強大“毅力”的美國，都順利向紅色星球進發(fā)！
生命跡象的探索之旅
對于火星車的命名，NASA 有個慣例——向兒童和青少年征名。
當?shù)貢r間 2020 年 3 月 5 日，NASA 正式公布，新一代火星車名為 Perseverence（意為“毅力”），這個名字來自弗吉尼亞州的一位初一學生 Alexander Mather。
在發(fā)射任務直播節(jié)目一開始，NASA 也給出了英文單詞 Perseverance 的釋義：
persistence in doing something despite difficulty or delay in achieving success.（即便困難重重或不得已推遲，也要堅持不懈，成功做成某件事。）
踏上火星漫游，本就是一項重重困難的任務；而由于運載火箭 Atlas V-541 在測試環(huán)節(jié)中問題頻出，“毅力號”發(fā)射任務也不得已再三推遲。
好在，“毅力號”終于順利出發(fā)，預計將在火星上工作至少一個火星年（約為地球上 687 天）。
不同于只是繞火星軌道巡航的“希望號”和一次性完成“繞-落-巡”三步的“天問一號”，「壓軸出場」的“毅力號”按計劃將于 2021 年 2 月 18 日以“空中吊車”方式登陸火星，到達位于火星北緯 18 度、西經(jīng) 77 度區(qū)域的杰澤羅隕石坑（Jezero Crater），開始尋覓形成于 35 億年前的火星古代微生物生命跡象。
同時，“毅力號”還將采集火星上的巖石和土壤樣本，從而為之后的火星采樣返回任務做準備。
實際上，此次任務在方方面面都將人類想要登上火星的美好愿望展現(xiàn)了出來。
此次，“毅力號”將攜帶宇航服 5 個部位的不同材料樣本進入火星，以期在火星的強烈輻射下進行測試，直接解決“宇航員未來要在火星上穿什么宇航服”的問題。
在“毅力號”上，搭載著三枚特殊的芯片，上面蝕刻著全球范圍內(nèi)的 1090 萬個在 NASA 官網(wǎng)預定了「火星船票」的火星愛好者的名字。
可移動的實驗室
承載著 1090 萬顆好奇心的“毅力號”，作為美國第 9 個火星探測器，擁有著超強硬件。
“毅力號”長 3 米、寬 2.7 米、高 2.2 米、總重 1025 公斤，配備有一個長約 2.1 米的五關節(jié)機械臂、43 個樣本采集管及一個 0.5 米長的樣本處理臂，用于樣本采集、分析。
為完成一系列高難度任務，NASA 噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）將“毅力號”打造成了一座可移動的實驗室，而最值得關注的主要有以下幾方面。
首先是其總重 59 公斤的載荷。
具體來講，其載荷即 7 臺科學儀器：
變焦全景相機 Mastcam-Z：位于桅桿上，不僅能鑒定巖石成分、輔助火星車行進，還能得到高清晰度的全景 3D 立體圖像；火星環(huán)境動力學分析儀 MEDA：記錄、分析火星的大氣溫度、濕度、氣壓、風速、風向、沙塵大小與形態(tài)；制氧儀 MOXIE：這一儀器作為“毅力號”的亮點之一，不僅要嘗試從二氧化碳中提取氧氣，為未來宇航員登陸火星吸氧做準備，其制備的氧氣還能作為航天器返回地球的燃料來源，從而實現(xiàn) NASA 的“造氧計劃”；X 射線儀 PIXL：利用 X 射線對火星沙粒進行更為精準的分析；火星地下實驗雷達成像儀 RIMFAX：以厘米級分辨率探測火星的地下結構；紫外光譜儀 SHERLOC：利用紫外激光分析物質(zhì)，實現(xiàn)掃描可居住環(huán)境的目的；激光超距分析儀 SuperCam：遠距離分析巖石、土壤成分。實際上，“毅力”號的「視覺系統(tǒng)」堪稱當今火星車之最——不止上述的相機，“毅力號”共配有 23 個相機，大部分都是彩色相機。
其次是“毅力號”上搭載的 2 個麥克風——既能收錄火星車登陸火星的聲音，火星上的風吹草動也可以捕捉得到，而這也是美國火星探測器首次配備有這樣的設計。若順利的話，人類將首次聽到火星上的聲音。
同時，“毅力號”沿襲了其上一代火星車“好奇號”（Curiosity）的核動力驅(qū)動設計。
“毅力號”的核動力源「多任務放射性同位素熱電發(fā)生器 MMRTG」由美國能源部提供，質(zhì)量為 45 公斤，將利用钚 238 原子核衰變釋放的熱量來產(chǎn)生 110 瓦的電能。此外，“毅力號”還包括兩個鋰離子可充電電池，作為瞬時大功率供電。
雷鋒網(wǎng)此前曾報道，在我國的“天問一號”探測器中，火星車以太陽能電池為動力。
相比太陽能供電，核動力擺脫了對太陽照射的依賴，靈活性更強，即便在夜間、沙塵暴天氣或冬季，火星車都可保證穩(wěn)定運行。但另一方面，核動力驅(qū)動也存在缺點，一是成本較高，二是放射性元素的不斷衰變會使得功率逐漸下降，其使用壽命約 14 年。
第四點在于“毅力號”的車輪設計。
事實上，在設計“毅力號”的過程中，“好奇號”工程團隊亦有參與，大體上二者的設計較為相似。
不過，以“好奇號”為鑒，團隊還著重對“毅力號”的車輪做了性能優(yōu)化，新一代的鋁制車輪更厚、更耐用，同時寬度變小、輪徑（52.2 厘米）更大。在車輪表面，覆蓋著用于牽引的楔子和用于彈性支撐的彎曲鈦輻條。
另外，其計算機控制系統(tǒng)也值得關注。
雷鋒網(wǎng)了解到，“毅力號”的計算機系統(tǒng)符合航空工業(yè)標準，包括 2 個相同的、互為備份的模塊，即 RCE（Rover Compute Element），采用了 IBM PowerPC 750 架構的抗輻射中央處理器 BAE RAD750，其運行速度比美國此前的“勇氣號”、“機遇號”火星所搭載的中央處理器快十倍。
正是因為“毅力號”車輪有所改進、儀器套件體積增大，加之火星車上新的取樣和緩沖系統(tǒng)，相比總重 899 公斤的“好奇號”，其重量足足增加了 17%。
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