□文/东方
顺利在火星表面登陆的美国“勇气”号火星车,被科学家们亲切地称为机器人野外“地质学家”。它能像人一样环顾四周环境,寻找有价值的探测目标,走上前去对岩石等敲敲打打、搜集数据,然后向下一个目标前进。
自动化程度前所未有
美国宇航局专家们说,“勇气”号如能不辱使命,那将标志着人类发射的星际探测器自动化程度提升到了前所未有的水平。它有自己的大脑、颈、头、眼睛、手臂,甚至还掌握着与人类地质学家所用工具类似的放大镜和锤子。
“勇气”号长1.6米、宽2.3米、高1.5米,重174千克。它的“大脑”是一台每秒能执行约2000万条指令的计算机,不过与人类大脑位置不同,计算机在火星车身体内部。
所谓“颈”和“头”是火星车上伸出的一个桅杆式结构,距火星车轮子底部高度约为1.4米,上面装有一对可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机作为“眼睛”。两台相机高度与人眼高度差不多,有了它们,火星车能像站在火星表面的人一样环视四周。
当“勇气”号发现值得探测的目标后,它会以6个轮子当腿,运动至目标面前,然后伸“手”进行考察。火星车的“手臂”具有与人肩、肘和腕关节类似的结构,能够灵活地伸展、弯曲和转动。上面带有多种工具。
这台火星车科学仪器的负责人、美国康奈尔大学科学家斯奎尔斯认为,“勇气”号将是迄今人类遣往其他行星上第一个可以移动的、自动化的大型实验室。他说:我认为这是人类在火星探测方面向前迈出的一大步。
七大“武器”可圈可点
“勇气”号可以说是目前世界上最聪明的机器人,堪称“一座完美的移动实验室”,它共携带了7类科学探测仪器及设备,其中包括两种摄像机、三种质谱仪、一套岩石研磨工具及三个磁铁阵列等。在这七大武器中最值得一提的是由两台高分辨率彩色立体摄像机组成的全景摄像机。它可以做360度的水平扫描,摄像机梁可以做180度的上下扫描,以摄取火星表面和天空的全景视图。人们将能通过这两台摄像机传回的信息,第一次领略到遥远火星的神秘景色。更为重要的是,全景摄像机不仅可以记录下火星的景象,更可以用于拍摄着陆点附近的地形图、搜索感兴趣的岩石和土壤,以寻找火星远古时期存在液态水的证据。这也是迄今为止行星探测使用过的最好的摄像机。
只要曾经看过“勇气”号探测器照片的人们似乎都会被它憨憨的外形所打动,坚实的基座、结实的轮子使它看上去非常可爱。当然科学家将“勇气”号设计成为现在这种外形绝不仅仅是因为“漂亮”,更重要的原因在于这种巡游车的外形更有利于“勇气”号开展探测。
在巡游车的前端安装了一个柔性的机械臂,机械臂有三个关节,可以模仿人的肩、肘和腕关节,机械臂用钛合金制成,其前端安装了各种仪器设备,这些仪器测得的图像和光谱数据将被传送回地球,使科学家能够分析和评估岩石和土壤的成分和纹理,以评估火星远古时期液态水存在的可能性。
由于火星表面多火山坑和石块,因此巡游车的每个车轮都有独立的驱动装置和独立的悬挂系统。从火星到地球的无线电通讯有20分钟的时间延迟,因此巡游车还具有一定的自主能力,以便及时避开障碍,提高行驶速度,扩大活动范围。