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NASA 现役的火星车好奇号和毅力号,在火星上跑了好多年,最高时速大约 0.1

NASA 现役的火星车好奇号和毅力号,在火星上跑了好多年,最高时速大约 0.1 公里。这个速度什么概念?蜗牛全力冲刺大概 0.05 公里每小时,火星车只比蜗牛快一倍。

不是工程师不想让它们跑快点,而是火星地表太难走了。碎石、沙坑、陡坡,稍有不慎就会陷住或翻车,几十亿美元的设备报废在异星荒野里,谁也担不起这个责任。所以三十年来,NASA 的火星车一直用同一套摇臂-转向架悬挂系统,稳是真稳,慢也是真慢。好奇号登陆火星快14年了,总共才走了33公里,也就北京二环一圈的距离。

现在 NASA 喷气推进实验室造了一台新车,叫 ERNEST,全称是极端坡地导航探索漫游车。今年3月,工程师们把它拉到南加州沙漠里做了一次为期七天的野外测试,其中一段连续行驶中,37个小时跑了25公里。最高时速1公里每小时,是毅力号和好奇号极速的十倍。

听起来好像也没多快,但对行星探测来说,这是质变。按这个速度,一台月球车可以在几周内完成一次跨区域的科学考察,而不是像现在这样,花几年时间在着陆点附近来回磨蹭。用项目组行星科学家 James Keane 的话说:开着这台车,你可以在月球上来一趟科学公路旅行。

ERNEST 跑得快,靠的不是蛮力,是一套全新的运动方式。它只有1.2米长,比前辈们小了一大圈,好奇号和毅力号都有SUV那么大。但它的四个轮子每个都能独立转向,前端还有两个动力关节,可以主动抬起车轮翻越障碍。工程师给它设计了好几种步态:正常开、蠕动、轮子交替踩踏前进,甚至横着走。遇到不同地形,它会切换不同的走法,有点像一只会自己挑路的机械蜥蜴。

更关键的是它的悬挂系统能动态分配四个轮子上的重量。碰到一侧轮子悬空的情况,它可以把载荷重新分配到有抓地力的一侧,而不是像传统火星车那样只能被动适应地形。

但光是硬件灵活还不够,车跑得快,决策也得跟上。ERNEST 用了强化学习来训练自主导航算法,简单说就是让机器人在不断试错中自己学会怎么走路。先在喷气推进实验室的火星模拟场地里练,场地里有沙纹、碎石堆、台阶和陡坡,练到差不多了,再拉到真正的沙漠里考试。

沙漠测试里有一项特别狠:让 ERNEST 在完全黑暗的环境中行驶。这不是故意刁难,月球上的黎明和黄昏时段,太阳贴着地平线,影子拉得极长,没有大气散射,阴影区一片漆黑,对自主导航是极大的挑战。未来的月球车如果只能在光线好的时候干活,作业窗口会被大幅压缩。ERNEST 在完全黑暗的条件下也完成了行驶测试。

ERNEST 目前还只是原型机。如果一切顺利,未来更大、更快的正式版本有望用于月球探测任务。三十年来摇臂-转向架悬挂支撑着五台车在火星上安全行驶,但下一代探测器要去的地方,可能不再允许它们慢慢蹭了。

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图一:NASA的ERNEST机器人在南加州沙漠野外测试中。NASA/JPL-Caltech图二:JPL工程师在沙漠野外测试活动中为日出前的测试架设照明设备,图源:NASA/JPL-Caltech

信源:Rabie, Passant. "Meet ERNEST, NASA’s Next-Generation Rover Designed to Be Faster and Tougher." Gizmodo, 19 June 2026

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用户14xxx83
用户14xxx83 1
2026-06-20 22:00
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