毅力号火星车约90%的行驶里程，都是完全自主完成的

大约在下周，NASA最新的火星车“毅力号”（Perseverance），将刷新一项纪录，成为迄今为止在地外天体上行驶里程最长的载具。

2024年10月11日，NASA“毅力号”火星车搭载的一台导航相机拍摄了这张图像，画面显示火星车在攀越耶泽罗撞击坑边缘时留下的车辙轨迹。

图源：NASA

这台车身大小相当于一辆汽车的火星车，于2021年2月登陆火星。它即将驶过45.16公里（约28.06英里）的总行驶里程，一举打破此前由服役多年的“机遇号”（Opportunity）火星车所保持的纪录，“机遇号”已于2018年与NASA失去联系，彻底“退役”。

那么，问题来了，“毅力号”登陆火星至今，服役时间仅为“机遇号”的三分之一，它究竟是如何创下这项新纪录的？

2024年10月11日，NASA“毅力号”火星车在攀爬耶泽罗撞击坑（Jezero Crater）坑壁途中，其导航相机拍下了车轮留下的行驶轨迹。（图源：NASA）

一辆真正“会自己开车”的火星车

“真正的核心使能技术，其实是它的自动导航系统，”NASA喷气推进实验室“毅力号”项目经理史蒂文·李（Steven Lee）在采访中表示。

和地球上的自动驾驶汽车颇为相似，“毅力号”配备了一套精密的车载相机系统，能够拍摄周围地形的图像，随后由车载计算机通过算法对这些图像进行处理，计算出最安全的行驶路线。当然，地球上的自动驾驶汽车拥有一些天然优势，比如清晰标注的地图、路牌、车道线等等。而火星上的“路况”同样暗藏不少危险，从巨大的岩石到松软的沙质斜坡，一应俱全。不过，至少“毅力号”不用应对其他车辆和“马路杀手”。

“好奇号”（Curiosity）火星车比“毅力号”早9年发射，两者在设计上颇为相似，堪称“姐妹车型”，也配备了类似的成像能力和算法。但李指出，“好奇号”的车载计算机整整落后了一代，其部分芯片组的设计甚至可以追溯到上世纪90年代。正因如此，由于处理能力过于迟缓，“好奇号”只有约10%的行驶里程是完全自主完成的。在火星上服役十余年间，“好奇号”的总行驶里程仅为38.6公里。

相比之下，得益于（略微）更新一代的“视觉计算单元”（Vision Compute Element），“毅力号”约90%的行驶里程都是自主完成的。这套系统能让车辆在车轮转动的同时，实时完成所有的环境感知和路径计算，当然，这并不意味着它跑得有多快，“毅力号”车轮的最高速度大约只有每小时150米。

尽管速度不快，但正因为“毅力号”几乎不需要长时间停下来，等待地球上操作人员发来的导航指令，这台车才得以将科学产出最大化。

一颗当之无愧的“科学明星”

“这项能力对科学研究本身的推动作用非常显著，”任务副首席科学家薇薇安·孙（Vivian Sun）表示，“倒不是说要贬低火星车的其他先进能力，但恰恰是‘自主行驶’这一项，让我们得以拥有比以往任务更广阔的探测范围。”

“毅力号”的自动驾驶能力，与它的任务定位可谓相得益彰。“好奇号”降落在盖尔撞击坑（Gale Crater），此后一直缓慢攀爬“夏普山”（Mount Sharp）。它的移动距离相对较少，更多时间用于在爬升过程中，系统性地开展精细测量。而“毅力号”降落在耶泽罗撞击坑，那里的科学考察目标分布更为分散。它得以从一个地点“巡航”至另一个地点，甚至常常比预定时间表更早抵达新的探测点，屡屡给科学家们带来惊喜。

这一点非常关键，因为要做的科研工作实在太多了。在耶泽罗撞击坑内，“毅力号”正在研究太阳系中一些最为古老的岩石，它们的年代甚至比地球上任何岩石都更为久远，最早可追溯至约40亿年前。彼时，火星正处于“后期重轰击”时代的末段，当时大量岩石碎片仍在太阳系内侧行星附近横冲直撞，但局面已开始逐渐趋于平静。

“这是我们第一次能够就地实地考察这片地形，这真的让人非常兴奋，”孙说道。

科学家们认为，在那个年代，火星表面很可能曾存在大型湖泊，甚至可能存在海洋。“毅力号”正是在探索这片古老的地形，试图更好地理解当时可能存在的地质和环境条件，以及这颗星球究竟在多大程度上，具备了孕育生命的可能性。有科学家推测，那时的火星或许有点类似地球上的莫哈韦沙漠（Mojave Desert），有水流经其间，不过这一观点目前仍存在争议。而“毅力号”所积累的大量数据，正为这场争论提供着越来越坚实的依据。

一路向前，永不停歇

在火星上服役近15年后，“好奇号”依然状态良好，而据“毅力号”操作团队透露，这台更新的火星车表现同样出色。“好奇号”在火星上工作数年后，操作团队曾发现其车轮出现了明显的磨损痕迹。因此在设计“毅力号”时，工程师们对车轮结构进行了重新设计，李表示，目前尚未发现任何明显的磨损迹象。

目前唯一需要留意的，是车轮内部的驱动机构。这些部件最初仅经过约20公里行驶里程的寿命测试，但NASA目前正在推进相关认证工作，目标是将其使用寿命认证提升至至少100公里，甚至可能更长。“毅力号”依靠放射性同位素热电发生器（RTG）供电，车上没有任何推进剂、消耗品或润滑油之类需要定期补充的物资。

正因如此，李表示，这台火星车完全有可能在未来许多年里，继续在火星表面自主驰骋下去。

参考

https://arstechnica.com/space/2026/08/the-first-self-driving-vehicle-on-mars-has-proven-to-be-a-smashing-success/