平均每小时40米,比乌龟还要慢,为什么火星车不能开快点?( 二 )



祝融号火星车看上去像一只美丽的蓝色蝴蝶 , 它的4只翅膀是用于能源供给的太阳能电池板 。 它通过吸收太阳能来维持火星车设备的重正常运转 , 同时它具有多种的运动模式来适应火星复杂的地形和气候变化 。
它安装有6个轮子 , 每个轮子都可以独立转动 , 牢牢的抓住地面 , 还能像螃蟹一样横走 , 但即便这样 , 面对复杂多变的行进环境 。 祝融号火星车也只能选择慢速行进 。

任重道远要谨慎火星探测是一件很难实现的事 , 其难度远超登月探测 , 大部分科技发达的国家都是在成功进行月球探测之后 , 准备很多年才进行第一次火星探测 。
而且火星探测的成功率其实是很低的 , 从1960年至今 , 人类总共进行了将近50次的火星探测任务 , 其中成功和部分成功的加在一起也不到30次 , 成功率仅有50%左右 。

在这种情况下 , 为保证任务的完成性 , 任何发射火星探测器的国家都会慎之又慎 , 让火星车慢一点行进也可以增加数据分析和模式变换的时间 , 可以让火星车少经历一些风险 。

还有一个常识大家要知晓 , 火星探测一般有三个方面:

  • 环绕
  • 着陆
  • 巡视
有的国家会拆分完成 , 而我们中国这第一次火星探测就要把这三个任务全部完成 , “祝融号”承载着的不仅仅是中国的顶尖科技 , 还有沉甸甸的使命 , 所以祝融号的每一次移动都是至关重要的 。

我们都知道一个国家的航天技术很大程度体现了一个国家的综合实力 , 其中就包括经济实力 , 一台火星车的成本是极其高昂的 。
我们可以以美国公布的“毅力号”为例 , 毅力号造价27亿美元 , 加上发射一次要等26个月的漫长时间 , 使用的寿命却十分短暂 。
贸然地加快火星车的运行速度很可能会造成事故 , 火星车本来就不是很长的使用寿命 , 对火星车运行速度的保守其实也是对国家投入成本的谨慎 。

信号传输要等待火星离地球是很远的 , 运行到轨道最近处距离地球也有5500万公里 , 最远处可以达到4亿公里 。
目前的科技水平是不能让火星车自动驾驶的 , 火星车的行动需要受到地面研究人员的控制 , “祝融号”火星车需要把火星地面的情况发送给远在地球的中国科研人员 , 然后等待技术人员发出相应的指令再进行运动 。
这种模式非常依赖信号的传输速度 , 在火星距地球漫长的路程里 , 就算火星车的信号以光速进行传输 , 有要花十几分钟甚至几十分钟 。

在地球的工作人员分析完数据并发送下一个工作指令 , 将指令传给火星车的过程又是几十分钟 , 由此我们可以推测 , 火星车在一个小时的时间内大部分时间都在等待状态而不是行动状态 , 也就没法行驶很长的距离了 。
实际上 , 火星车信号的传输速度往往并不能达到光速 , 火星车信号传输带宽有时只有16bps , 如果对这个数据没有概念 , 我们可以类比我们平时所用的无线网的带宽 , 是100mbps , 就是100兆 , 而1兆b等于100万b , 由此可知火星车信号的传输速度有多慢了 。
【平均每小时40米,比乌龟还要慢,为什么火星车不能开快点?】
实目前我们已经提出了相关的解决办法 , 就是把围绕火星运转的轨道器当成中继星 , 用它来传输信号 , 当天问1号轨道器飞行到祝融号附近的上空时 , 会有一个持续八到十分钟的短暂的窗口期 。
在这个窗口期的时间内祝融号的信号传输速度会变成mb , 但这一段信号传输加速的时间是非常短暂且不稳定的 , 一旦轨道器远离火星车 , 火星车的传输速度就又会恢复成原来的16b左右 。

所以说如果想要让火星车的速度加快 , 就一定要解决信号传输的问题 , 火星车的寿命本来就有限 , 如果把大量的时间浪费在信号传输上面 , 剩下用于探测活动的时间就不多了 。
所以很多国家都在致力研究怎么提高火星的信号传输速度 , 或者实现火星车的自动驾驶 。 以目前的信号传输速度 , 祝融号火星车每小时运行40米也在情理之中 。

后记技术的完善以及高度智能化系统的构建 , 对科技以及国力的要求都是非常高的 , 要想达到目标还需要更多的时间 , 也需要更多的科研人员花费更多的精力 。
但是火星车的速度加快 , 在其有限的使用寿命里面 , 它就能拍摄更多的图像 , 去到更远的区域 , 探索更多的未知的可能 。

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