奇特輪胎、滑翔機，火星探索又有新利器

孫飛

隨著航天技術蓬勃發展和“太空移民”理念興起，火星近年來備受關注，人們暢想著將那里改造成第二個家園星球。而在人類登陸火星的宏偉目標下，新型航天技術裝備層出不窮，有些相當新奇。

輪胎“復古”優勢多

最近美國宇航局推出了一款新型火星探測器的車輪，讓航天迷們大開眼界。車輪除了內部還保持常規框架結構之外，整個外部都包裹著密密麻麻的由金屬環構成的網狀物。有人笑稱，這是防御火星人襲擊的“鎖子甲輪胎”。

美國航天界為什么要研發這種“中世紀復古風格”的車輪呢？其實，起因還要從美國好奇號火星車說起。這輛已在火星上工作10年的“老員工”最近實在是走不動了，從發回的照片可見，其履帶式板狀輪胎上已出現了巨大的孔洞與裂縫，結構強度肯定遭到了嚴重破壞。

這當然不是遭到了火星人攻擊，而是惡劣的火星表面環境造成的，尖銳的碎石和坑洼的地勢才是“元兇”，而火星表面近百攝氏度的巨大溫差估計也讓“好奇號”的鋁制車輪壽命大幅縮短，所以才有了美國宇航局這次創新之舉。

新式火星車輪胎放棄了鋁制材料，改用鎳鈦合金，雖然造價不菲，但性能上升了一個等級。據說，輪胎還有“記憶恢復”功能，遭受外力擠壓而變形后，一旦外力消失，輪胎可以自動恢復原狀。通俗地理解，輪胎“堅韌之外，還很Q彈”。

新式車輪的主體結構出乎預料，幾乎完全照搬了中世紀鎖子甲的設計理念，一個個鎳鈦金屬環互相連接，形成厚重的網狀物。

為何采用這樣的設計？首先，“鎖子甲輪胎”表面附著力肯定要比板狀強很多，不易出現輪胎打滑。其次，特殊結構確保，輪胎與火星表面接觸時形成彈性碰撞，“以柔克剛”，更好地保護自己。

有人質疑，這種“金屬網兜”會結實耐用嗎？其實，中國古代軍書《武備志》就形象剖析了這類鎖子甲結構：“一環受簇，五環拱衛。”也就是說，一點受力，多點分擔承壓，可靠性還是有保障的。

最后，鎖子甲結構還有一個突出優點，那就是止損作用顯著。由于是多向連接，單個金屬環破損不會持續惡化整體結構強度，避免了板狀材料那種“裂縫變孔洞，小洞變大洞”的整體性崩潰。由此可見，古人的智慧有時真能解決今人現實中的難題。

翱翔天空探火星

火星探索活動發展到今天，性能再優越的火星車似乎也無法滿足人類對新家園的探索欲望了，畢竟火星車每小時前進里程很難突破100米“大關”。以好奇號火星車為例，工作10年間只行駛了20多公里，被調侃為“烏龜的生活軌跡”。更何況火星地形極其復雜，奧林匹斯山海拔2萬多米高，水手峽谷深達7000米，這些都是火星車“力不能及”之處。

正所謂“時勢造英雄”，火星無人機應運而生，將成為未來火星探索的主力裝備。在過去的1年里，美國機智號旋翼無人機已在火星完成數十次試驗飛行，雖然每次升空時間最長僅幾分鐘，高度僅10米左右，卻是具有里程碑意義的技術飛躍。

近日有消息稱，具有更強實用性的美國火星滑翔無人機已完成了試驗飛行。未來，體重僅5公斤的滑翔無人機將配備各類傳感器和攝像頭，被像紙飛機那樣折疊起來，存放在籃球大小的迷你衛星中，前往火星。在釋放后，它會自動伸展機翼和機身，再利用火星表面溫差所形成的對流層，長時間如大鳥般自由翱翔在火星的天空，而它的“鷹眼”也隨之開始盡情掃描神秘大地。

據美國研發和試驗人員稱，火星滑翔無人機的滯空飛行時間有望達到6個小時，航程超過1000公里。更有趣的是，這款“大鳥”可能并非一次性消耗品，設計團隊還將同時送“鳥巢”登陸火星。那將是巨大的滯空氣球，可以供火星滑翔無人機滯留停靠，等待下一次飛行任務的最佳風時與風向。

移民先鋒“擎天柱”

其實，無論是火星車，還是火星飛行器，現階段主要承擔影像傳輸和光譜分析等工作，總給大家“眼見為虛”的錯覺。有沒有能讓人們感同身受又可勝任更多任務的火星新裝備呢？在異想天開中，人們似乎看到了希望，比如不久前曝光的人工智能機器人“擎天柱”。

也許在不久的將來，火星上會突然出現了一隊人形訪客——火星探索版“擎天柱”。它們的“皮膚”就是太陽能電池板，體內安裝著各類勘探、掃描、化驗、采集設備和綜合分析系統。它們向著不同方向行進，目光所及就能繪制3D火星地圖，腳踩到土壤就能分析出元素構成，手臂插入地下就能感知冰層的存在，口中咀嚼一下碎石就能找到金屬礦脈。它們甚至可以爬到奧林匹斯山的頂峰，為人類繪制“腳下的火星”……就這樣，它們不會喘息，不用飲食，年復一年，直到完成火星探索的最后一張拼圖。

要知道，地球移民史的最初階段普遍充滿了艱辛和死亡。那么人類移民更遙遠、環境更惡劣的火星，如何避免“死亡開拓期”呢？

其實，大家不必過于擔憂，科技進步往往能減少犧牲。也許人類大規模移民火星之前的數十年里，百萬名火星開拓版“擎天柱”已率先抵達那里，開采各類資源，制造生活用品，建立供水和制氧系統，甚至建成地下帶有大樓、花園、醫院的城市。屆時，火星也許已經一改曾經蠻荒的“氣質”，呈現出一派人類文明興旺發達的魅力景象。

而當第一批人類移民走下飛船，看到火星上機器人的成果時，不知道會不會有人驚呼：“天啊！我們到底是火星的主人，還是客人呢？”

（文章來源《中國航天報》，圖片來源于網絡）