“勇氣”號有九隻眼

央視國際 2004年01月18日 10:09

　　負載著人類幾代人的希望和無數想象的“勇氣”號已經準備就緒，踏上了那令人心馳神往的火星表面。世界的目光被“勇氣”號所吸引，它雖然其貌不揚，卻具有極為精巧的構造和複雜的功能，可以像一個地質學家一樣代替人類探索火星，是當今最聰明的機器人。用NASA科學家的話來講，它是當前人類智慧的集大成者。

　　與1997年發射的“探路者”相比，“勇氣”號算得上是龐然大物，它高1.5米，寬2.4米，長1.6米，體重174公斤，最高速度為5cm／秒。作為人類功能的模倣者，它具有大腦、軀體、頭頸、感觀、手臂、輪腿、溫控、能源及通訊等九大器官。

　　“勇氣”號至關重要的部位在它的軀體部分，功能相當於大腦和心臟等重要器官的電腦、電池和各種電子元器件等均排放在這個部位。腦子長在肚子上絕不是對“勇氣”號的污辱，而是一個恰如其分的描述。由於火星遠離太陽，其大氣層極為稀薄，因此晝夜溫差極大。據估測，“勇氣”號著陸點的白天溫度為零上22攝氏度，而到了夜間則會降到零下96攝氏度。而各種“重要器官”的極限工作環境為正負40攝氏度，為了保證“勇氣”號不被活活“凍死”，其軀體被設計成一個電子恒溫箱，以涂金層及硅土氣凝膠絕緣層構成的外殼包裹，以防夜間熱量的散失。恒溫箱內還有加熱器和溫度自動調節裝置，使各種重要器官在正常的工作環境中生存。

　　計算機是“勇氣”號的大腦，表面看起來與人們現在所使用的家用電腦相差無幾，甚至有人還會嫌它太慢。DRAM為128MB，EEPROM為3MB，但“勇氣”號的大腦具有極好的防輻射能力和糾錯能力。其系統也非常穩定，一旦發生死機現象，也不會造成數據丟失的現象，機器人可將其恢復。“勇氣”號具有上佳的位置感和平衡能力，利用慣性測量系統，可極為精確控制其前後左右的移動，並可估測所在位置的傾斜程度。由於從火星傳回一次信息大約需要9分鐘左右的時間，往返則需要20分鐘左右。因此，像操縱遙控車一樣地操縱“勇氣”號是不現實的。“勇氣”號具有自主判斷和決策能力，當地面指揮系統指示它到某個特點地點後，它將根據所掌握的火星實際情況，選擇行進路線。避險程序保證“勇氣”號每移動10秒鐘就會停下來，重新評估周圍環境，並計算接下來40－50秒所行走的路線。

　　“勇氣”號有九隻眼，其中六隻用於導航，三隻用於科學探測。在“勇氣”號的前後兩端各安裝了兩組相同的避險攝像機，每組由兩個立體黑白攝像機所構成，基準線長15cm，垂直視角120度，水平視角120度，前後端的避險攝像機以60度的傾角安裝于設備平臺上，可提供前後方大約2.5m的影像，所拍攝的影像除了用於障礙物偵測之外還用於前進路線的規劃。在“勇氣”號桅桿的頂端，安裝了兩部立體黑白導航攝像機，可以360度水平旋轉，180度垂直旋轉。垂直視角和水平視角均為45度，基準線長為25cm，可視距離為100m。除此之外，桅桿頂部還安裝了兩台全景彩色立體攝像機，主要用於科學觀測之用，所獲得的圖像就如同人站在火星表面一樣。它們同時還具備導航功能，通過搜尋太陽的位置，來確定“勇氣”號的方向到底朝向何方。在“勇氣”號的手臂上還安裝了一台顯微影像儀，主要用於觀察火星岩石和土壤的結構，再加上分光計及α粒子與X射線分光儀，這樣“勇氣”號就可以分析火星的土壤成分。

　　“勇氣”號具有良好的機動性，其先進的輪式結構，具有強大的越障能力，並可進行360度轉彎。其懸挂系統具有超強的平衡能力，當一側車輪跨上岩石後，車體的另一側將會抬高，以保證車體始終處於平衡狀態。“勇氣”號具有低增益和高增益兩種天線，低增益天線沒有指向性，而高增益天線可以指向特定的方向。除了可與地球直接進行通訊外，它還可與繞火星運行的衛星進行聯絡。

　　“勇氣”號已經登上了火星，但恐怕沒有人準確知道“勇氣”號的運送成本為每磅一百萬美元。如此高昂的代價，人們可能不禁會問為什麼人類要開展火星探索活動？無疑探索火星所産生的間接經濟和技術效益十分巨大。然而，火星是太陽系中與地球比較類似的一個星球，也是人類可能和可以留下足跡的一個星球。它是否曾經有過生命進化過程，以及它能否被改造成為適合人類生存的環境，來緩解資源日益枯竭、人口日益擁擠的地球村的困境，無疑這對人類的未來具有十分重要的意義。（何屹）