在外太空默默駐守的13輛星球車，它們還好嗎

有一部影片叫《南極大冒險》，科考人員因為突然接到撤回命令而不得不與自己的雪橇犬們分離。通過發(fā)揮集體優(yōu)勢，八只雪橇犬機(jī)智而勇敢的度過了南極地區(qū)漫長的冬季，最終了等到主人的歸來。

而此時此刻，我們也有13輛人造車正在地外世界默默駐守著，等待著有朝一日再次與我們相聚。如果說我們在地球上可以駕駛到的車輛統(tǒng)稱“地球車”，那么地外天體上的車輛暫且統(tǒng)稱為“星球車”吧。

圖：“地球造“星球車演化史

二十世紀(jì)后半葉，美國和蘇聯(lián)兩個超級科技大國在太空發(fā)起了一場競賽。昂貴的參賽費用雖使兩個超級大國不堪重負(fù)，但從促進(jìn)科技發(fā)展的角度看，這場激烈的競賽使人類現(xiàn)代科技到達(dá)了前所未有的水平，其中很多創(chuàng)造性成果為此后深空探測和地外天體開發(fā)打下了堅實基礎(chǔ)。這是13輛留在地外的星球車中有屬于美國的5輛火星車和3輛月球車，而屬于蘇聯(lián)的則是兩輛月球車。

1、第一輛開出地球的車

1970年11月17日蘇聯(lián)“月球” 17號探月著陸器登陸月球，在月面雨海地區(qū)著陸。隨月球17號（Luna-17）踏上月球表面的還有一同前來的“月球車1號（Lunokhod-1）”，月球車1號成為世界上第一輛成功發(fā)射到地球以外天體上的人造車輛，人類第一次在地球上對另一個星球上的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在隨后的300多天時間里，這個以蘇聯(lián)T-34坦克為原型設(shè)計“澡盆形狀的“月球車如它的設(shè)計原型一樣在廣袤的月球雨海地區(qū)縱情馳騁。月球車1號總共行駛了10540米，實地探測近8萬平方米范圍的月球表面環(huán)境，拍攝了超過2萬張照片，在途經(jīng)的 500個計劃科考點上對月壤進(jìn)行了物理力學(xué)特性分析，并對其中25個點的月壤進(jìn)行了取樣分析和月面輻射環(huán)境分析。橢圓形太陽能板和核溫差電池使月球車1號的實際工作時間遠(yuǎn)超過計劃的90天。

三年后，蘇聯(lián)人又將尺寸稍小的月球車2號送上了月球表面靜海區(qū)域，這一次月球車2號日夜兼程的奔跑使它至今仍保持著人造車輛在地外行駛距離的最長紀(jì)錄——47千米！而使它停住腳步的是因奔跑過程中遇到的大坑，輪子打滑揚(yáng)起的月塵蓋住了太陽能電池板和散熱器的核心部件，造成動力缺失和機(jī)體過熱。

2、中國人的星球車

月球背面有一座環(huán)形山叫做“萬戶“，它是以中國明代飛天名人——萬戶的名字命名的。

2013年12月14日，在“萬戶飛天”傳說廣為流傳600余年后，中國人獨立完成了月球車研制并將其送上了月球虹灣地區(qū)。中國的第一輛地外星球車——月球無人巡視器“玉兔一號”成功的踏上了月球表面?！坝裢靡惶枴焙?年后抵達(dá)月球背面的“玉兔二號”體型相當(dāng)，都攜帶有大量月面探測儀器和科考任務(wù)。和其他在月面工作的月球車一樣，都要經(jīng)歷月晝月夜交替的殘酷考驗。由于月球自轉(zhuǎn)周期約為27天，所以月球上的一個白天或一個夜晚相當(dāng)于地球上的兩個星期。而夜里零下180攝氏度，白天零上150攝氏度的劇烈溫差使得玉兔們備受煎熬。寒夜依靠核溫差電池釋放的熱量保持體溫，白天憑借耐熱元器件承受太陽的炙烤。玉兔一號雖因月塵靜電吸附等原因而被困住動彈不得，但仍堅持在原地完成了大部分考察任務(wù)。頑皮的月塵也因此成為下一步人們著重研究的焦點。玉兔二號在吸取老大玉兔一號經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，步步為營的在月面上行進(jìn)了600多米，且時至今日仍在工作，已有790多天，是目前月面唯一工作著的月球車。

2021年“勞動節(jié)“前后，中國人造的第一輛火星車將華麗亮相火星表面?；鹦蔷嚯x地球最遠(yuǎn)可達(dá)4億千米，其表面干燥多沙塵暴。200多度的溫差對探測器的考驗一點不遜色于月球車見過的場面。此時搭載火星車的天問一號火星軌道探測器正在距離地球1.3億千米的火星軌道上運行，為火星車著陸火星做著全球拍照、重點區(qū)域觀測等前期準(zhǔn)備工作。

中國通過近百年的工業(yè)化革命進(jìn)程，已擁有世界上最完整的工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)鏈。從制造陸地上的各類型機(jī)械車輛到亦可以行駛在地外天體的月球車、火星車，龐大而復(fù)雜的工業(yè)制造體系發(fā)揮著重要的作用。而深空測控能力和行星科學(xué)研究水平的不斷提高，為未來中國在深空探測和地外天體開發(fā)計劃方面打下了堅實的基礎(chǔ)。

3、有人駕駛的月球車

目前為止成功在地球以外天體表面運動的13輛人造車中有三輛車顯得十分與眾不同。這三輛車是美國上世紀(jì)70年代執(zhí)行的阿波羅15、阿波羅16和阿波羅17三次載人登月任務(wù)所使用的月球車。

美國的阿波羅登月計劃成功的將共計18名宇航員送往月球，由于每次需要有一人留在環(huán)繞月球的指令艙上，所以其中只有12名宇航員有幸登上過月球。與邁出“人類一大步”的登月第一人——阿姆斯特朗不同，美國宇航局為執(zhí)行阿波羅15、阿波羅16、阿波羅17三次任務(wù)的六位宇航員都配了車——三輛由宇航員親自駕駛的類似地球上高爾夫球車一樣的四輪“新能源車”。宇航員的太空服承擔(dān)著這輛車對人體所有的保護(hù)作用：防輻射、供氧、提供生命維持系統(tǒng)等等。由于采用的和現(xiàn)今“新能源汽車”相似的結(jié)構(gòu)和電池供能方式、橡膠充氣輪胎，這些有人駕駛的月球車可以不懼月塵及小塊巖石的影響，真正實現(xiàn)了月面飛馳。時速17千米/小時的月球車時速成為迄今為止月面車輛行駛的最高紀(jì)錄。不知這種好似騎馬放牧的牛仔精神是否影響了后世人埃隆·馬斯克，以至于他想開著皮卡在火星上馳騁。

4、火星車家族里的雙胞胎

在登月競賽后，美國和蘇聯(lián)同時把賽場移向了太陽系其它天體。在行星探測界有個很奇怪的魔咒：目前為止蘇聯(lián)人只能把著陸探測器送上金星這顆“女人星”，美國人只能送其上火星這顆“男人星”（希臘神話中金星的化身是維納斯女神，火星的化身是戰(zhàn)神馬爾斯）。從1960年開始蘇聯(lián)人就嘗試把火星探測器送上火星表面，可每次都功虧一簣，至今還沒有成功過。美國情況則截然相反，金星去不成，火星探測卻搞得風(fēng)生水起，從1997年將第一臺火星車“旅居者”號送上火星，至今已將五臺火星車成功的派到火星表面執(zhí)行任務(wù)。由于每26個月的火星發(fā)射窗口及進(jìn)入火星大氣層后諸多不確定因素的考驗，為了保險，美國人經(jīng)常連續(xù)發(fā)射兩個火星探測器。為了節(jié)省研發(fā)成本，接連發(fā)射的探測器上搭載的火星車往往是基于同一個平臺研發(fā)，外形酷似。這也造成了機(jī)遇號與勇氣號、好奇號與毅力號像極了兩對雙胞胎。毅力號是美國航天局于2020年發(fā)射的迄今最為復(fù)雜的火星車。與2011年發(fā)射的哥哥好奇號相比，毅力號擁有更加多樣的科學(xué)載荷。毅力號腹部還攜帶了一架無人機(jī)“靈巧號”。靈巧號采用太陽能動力源，能最遠(yuǎn)飛50米、最高5米，是人類第一架地外直升機(jī)。

5、地球車與星球車有哪些不同

人類似乎從來不缺乏想象力，從中國古代的木牛流馬到法國人Gustave Trouve制造的第一輛電動汽車，想象力催生了科技進(jìn)步也改變了人類的出行方式?，F(xiàn)今的車以不再只用蒸汽驅(qū)動，高效利用能源的電動新能源車已將夢想照進(jìn)現(xiàn)實，再過二十年，也許現(xiàn)在滿大街跑的“汽油車”將變?yōu)椴┪镳^里珍貴藏品。任何車輛的設(shè)計都與用車環(huán)境有著緊密的聯(lián)系。地球車之所以是現(xiàn)如今我們看到的樣子，是因為地球環(huán)境、道路狀況、人類駕駛習(xí)慣等因素影響的結(jié)果。不妨以表格形式比較一下地球、月球、火星的環(huán)境：

備注：●具備○不具備?具備區(qū)域性或少量的

火星、月球這樣的天體表面與地球陸地十分不同。地球已幫助人類將大部分惡劣的環(huán)境條件過濾掉，取而代之的是舒適和常態(tài)化的行駛條件。反言之，如果你想駕車在地外天體上暢游，你的車應(yīng)該有供氧裝置、防輻射系統(tǒng)、模擬地球重力和氣壓裝置、核能或高效太陽能電源、保溫和照明裝置、質(zhì)量過硬的輪胎等。地球上為適應(yīng)環(huán)境而對車輛進(jìn)行改造的例子也很多，比如駕向青藏高原列車就進(jìn)行了加壓供氧的車廂改造，使乘客幾乎感覺不到隨著海拔升高而引起的氣壓降低缺氧等問題。

6、造未來的星球車——馬斯克與他的火星車

有一個地球人——他“生在南非、長在美國、說要死在火星上”，他經(jīng)營的公司地球人都知道：PayPal、特斯拉、OpenAI、Neuralink、Boring Company、SpaceX，這些已將其影響力逐步滲透到大眾平常生活里的商業(yè)公司不僅使埃隆·馬斯克成為地球上極具感召力的商業(yè)巨頭，還使他通過各公司業(yè)務(wù)間的巧妙關(guān)聯(lián)逐步完成自己的夢想——移民火星?？v觀馬斯克的商業(yè)帝國，其眾多商業(yè)公司分為以盈利為目的和以技術(shù)實現(xiàn)為目標(biāo)兩類。巨量營收使馬斯克有充裕資金投入到“燒錢”的技術(shù)研發(fā)上。SpaceX、Boring Company、特斯拉這些科技公司的成功使馬斯克一步步務(wù)實的實現(xiàn)在火星建立“馬斯克城”的夢想。通過SpaceX的一系列便宜好用的產(chǎn)品，馬斯克實現(xiàn)了用低廉的價格就將人和貨物送出或運回地球的愿望。馬斯克在意識到地外天體上只有向地下發(fā)展才是人類對抗宇宙輻射最經(jīng)濟(jì)途徑后，利用Boring Company開發(fā)的隧道技術(shù)實踐“多快好省打洞”的方法。特斯拉電動汽車為馬斯克吸引世人眼球的同時，還為馬斯克掙取大量資金，實現(xiàn)了馬斯克要求的”制造能力“，即將運行的8000噸級壓鑄機(jī)就是這一能力的最好展示。使用這一壓鑄機(jī)實現(xiàn)一體成型制造的車輛就是馬斯克所說的”火星車“——Cybertruck。

Cybertruck要想真正的在火星地表飛馳，尚需時日。試想要將一輛車長將近6米，車重接近3噸的大皮卡送上火星，目前還不是一件容易的事情。在那之前，用來運輸這輛設(shè)計頗具未來感的電動車的重裝火箭和一系列意在維持駕駛員生命安全的系統(tǒng)需要首先被研發(fā)成功。但根據(jù)馬斯克一直以來出色的執(zhí)行力，未來可期。

伴隨著地球上的車輛的進(jìn)化，未來行駛在月球、火星甚至是氣態(tài)行星衛(wèi)星上的“人造”車輛將具備更智能操控系統(tǒng)，這些車輛也不再僅承擔(dān)科考那么單一的任務(wù)，拉貨、載客觀光亦可行之。

假以時日，等我們真找到那13輛已經(jīng)停在月球或火星上的星球車，這些年積累的高昂的停車費又該交給誰呢？

作者丨魯暘筱懿 國家遙感中心

插畫丨夏茜

審稿丨茍利軍 中國科學(xué)院國家天文臺研究員

文章由騰訊“全民愛科學(xué)”團(tuán)隊推出