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美国公布火星探测车设计有高度自动能力(组图)

www.sinoca.com 2010-03-15 探索

火星探测器设计蓝图曝光
　　

载人火星探测器可以改变火星的景观（蒙哥马利国际设计公司）
　　

载人火星探测器
　　

　　尽管美国宇航局的载人太空探测计划一直处于摇摆不定的状态，不过对于未来的载人火星探测仍然存在着许多创新观念。从行星际火箭到新一代的无人勘测机器人，我们所获取的这些技术最终会将人类宇航员送到火星上。让我们来看看最新设计的载人火星探测器。

　　一家伊利诺斯州的设计咨询公司接受了这项挑战。一月份，他们设计的载人火星探测器获得了芝加哥雅典娜神庙建筑设计博物馆运输工具类的“最佳设计奖”。同获得“最佳设计奖”的其他产品中，还有梅塞德斯的SLR小轿车和苹果公司的iPod touch。

　　功能性设计

　　我们都见到过宇宙飞船的“先进设计理念”，它们通常都来源类似的科幻小说之中。未来的宇宙飞船总是具有流线型设计和球型船舱。然而，这些设计的主要缺陷在于，这些宇宙飞船通常体积很大，其中包含了大量无用的空间。

　　在现实中，将任何物体从地球运输到火星上，都需要实现紧凑的空间。蒙哥马利国际设计公司是一家家族运营的设计咨询公司，该公司的所有人格雷格・蒙哥马利说：“探测器要以拆解的状态运到火星上。在飞船内部有大量空置的空间，因此这种探测器要做的第一件设计工作，就要解决在火星上能够将其轻易组装到一起的技术。”

　　载人火星探测器融合了许多带有人性因素的工业设计工程。工程师首先将未来的火星探测者的需求确定下来，然后根据这些需求更改了宇宙飞船的设计。这是一种称之为“功能性分析”的技术。这与设计团队与加利福尼亚的人体工学设计团队的史蒂芬・凯西博士共同合作，能够将模块化的船体组装在一起，在其中宇航员可以舒适地工作、睡眠和锻炼，为时每次可达三周，穿越几百英里的距离。

　　飞船的模块可以根据探测任务进行交换，模块包括一架起重机(可以提升起重载设备)，还有供科学家进行现场分析的实验室。

　　蒙哥马利说：“与通常的宇航飞船一样，该设计的关键因素之一依然是冗余度的问题。”这意味着需对设计进行精心考虑，即应该具备各种备份系统和自动防故障系统以防出现系统故障问题。任何一位火星探险者最不愿意遇到的事情便是在穿越火星的水手谷(Valles Marineris)时发生了爆胎的状况，之后还发现没有备胎可用。(尽管这些轮胎不必充满空气，但是它们里面会填满轻型泡沫。)

　　火星标准

　　该探测器需要有高度的自动能力，在从火星上撤退时它也能当作一个紧急疏散基地。同时它应该具备可靠、稳定的能源供应，最好能够使用放射性同位素热电发生器 (RTG)。RTG已为许多太空任务提供动力，包括美国宇航局的“卡西尼号”和“新视野”探测器。在放射性物质的小球衰退过程中可以产生出热量，从而将其转化为电能。

　　尽管太阳能电池板也为一些小型的机器人任务提供电力，如“勇气号”和“机遇号”，但RTG输送的电力可以满足载人探测任务的需求，并且不会受到尘暴的影响，从而给太阳能电池板带来毁灭性的打击。为了便利的目的，该设计团队建议使用“火星标准”的RTG电池。这种电池也能插到其他探测器、设备和陆地中使用。

　　快乐旅程

　　格雷格・蒙哥马利的儿子基普作为该项目的设计主管，主要专注下面这个问题：即宇航员尽量在登陆火星的基础下，让他们如何探索这块大陆的方法。尽管探测器中包含了去除宇航服中细粉尘的设计，其船舱的设计还是尽量满足宇航员的舒适感。因此船舱中的宇航员可以呆在里面，直接操作外部的机器人手臂，将灰尘污染降至最低程度。

　　格雷格・蒙哥马利表示：“内部团队还有一个想法，即探测器应该使用与火星的单一色调相配的颜色。经过研究表明红色让人兴奋，甚至可以刺激人。因此，在漫长的探测旅程中，船舶内部使用蓝色与绿色可以抵消火星的色调。同样内部光线也应该利用光谱进行调节，从而为宇航员提供一个舒适的环境。当在黑暗中行驶时，也可以提高夜视能力。”

　　联合收割机与火星探测器的结合体？

　　有关载人火星探测器最有趣的一点可能是蒙哥马利国际设计公司已经具有长达25年的农业设备设计经验。农业机械需要可靠、有效和牢固的设计。所有这些品质对于火星探测器而言显然都应该具备。蒙哥马利补充说：“在火星探测器与联合收割机的设计之间存在着诸多相似处。观察一下这台联合收割机的挡风玻璃，这是凸面的，可以获得更好的视野。”

　　收割机的外形也被火星探测器继承下来，它为未来的火星驾驶员提供了宽阔的视野，以便于在这个遍布圆石的火星平原和陡峭山峰上驾驶探测器。

　　2037年制造完成？

　　截止目前，我们还没提到一个重要的问题：我们究竟到何时才能看到载人火星探测器登陆火星地表呢？答案就是2037年。

　　那时，地球与火星的接触将会更加密切 (这是一件有“异议”的天文事件)。2007年，美国宇航局表示2037年将是实现火星载人探测计划的理想时间。该探测器设计，或者其部件有望用于这次探测任务中。

　　然而，自2007年以来情况已发生了很大变化，特别是美国的“星座项目”取消之后，美国宇航局目前对于向行星派遣宇航员没有明确的时间规划，更不提火星了。尽管该公司的设计在国际设计大赛上获得了承认，格雷格和基普父子都很关心一些实际的太空计划。

　　格雷格说：“我认为在2037年火星载人探测计划是可以实现的，但它取决于现在的政府决策。所以目前情况未知。”

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