PopSci 问答：如何在火星上驾驶汽车？

在火星表面停留了 30 个地球日后，好奇号火星探测器已经伸长脖子，击中了第一块岩石，并进行了首次漫步。接下来的几周内，好奇号还将进行更多的首次探索——比如挖掘、钻探和烘烤岩石——但好奇号火星车基本已经准备就绪，将在接下来的两年内尝试确定火星上是否可能存在生命。

在接下来的两年里，喷气推进实验室的工程师们将在火星上驾驶这辆车，确定如何转动好奇号的车轮，将它送到科学团队想要去的任何地方。许多好奇号的驾驶员都是通过驾驶勇气号和机遇号获得了训练轮，但这两辆火星车却截然不同。好奇号首先要大得多——而且它是核动力的，所以像火星探测车那样，将车身向太阳倾斜并不是一个大问题。

但还是有一些相似之处。和它的前辈一样，好奇号有六个轮子、一个头状桅杆和摄像头，还有一支工程师团队，他们将花一整天时间规划旅程的每一步。就在好奇号准备环顾新家时，PopSci 采访了火星车驾驶员范迪·汤普金斯。以下是我们采访的编辑记录。

PopSci：为什么要花这么长时间才能开完？

Vandi Tompkins：我们着陆时使用的是同一版本的软件，他们必须转换。这次任务的着陆过程非常复杂，但你不再需要着陆部分，因此控制系统将进行更新。这辆火星车的移动系统没有太多展开，而 MER 必须展开并从降落伞中驶出。在这里，这发生在 EDL 期间。我们正站在轮子上。所以我内心的火星车驾驶员就像在说：“我们走吧！”但勇气号和机遇号已经运行了 8 年多。我们有足够的时间。所以我们要确保我们进行了所有检查。

我们将所有说明放在一个包裹里发送。很多人会把它描述成向火星发送电子邮件。

PS：你什么时候换流动站的？

VT：我最后一次在 MER 上值班是第 3022 个火星日，想想都觉得难以置信。我不得不停止工作，因为好奇号将采用火星时间。MER 时间延长了，现在是地球时间，你不可能同时采用地球时间和火星时间。我们大多数在 MER 上工作的人至少暂时会专门从事好奇号的工作。然后 90 天后，我们将回到地球时间。

PopSci：您对按照火星时间生活有什么感觉？

VT：我之前在 MER 上读研究生，所以这是我进入火星的一次冒险。我对此非常兴奋。我为这项任务工作了这么多年，建立了这种情谊。你在假期和周末都在工作；这有点像和机器人一起在野外工作。或者你可以把它想象成露营。每个人都在那里，你围着篝火聊天。它让团队团结在一起。

PS：您会在同一天驾驶这两辆火星探测车吗？

VT：有可能——我很乐意这么做。我们花了数年时间驾驶机遇号穿越平原，到达奋进陨石坑，这个陨石坑具有令人难以置信的科学潜力。我们甚至还没到那里，就已经有了令人难以置信的科学发现。我最后一次在那里值班时，我看着照片，心想：“哇，这太酷了。”能有两个令人难以置信的东西可供选择真是太好了。

PS：你怎样告诉好奇号该做什么呢？

VT：由于时间延迟，即使我们按照火星时间操作，我们也不会发送命令，等待响应，然后再发送另一个命令。我们向火星探测车发送一整套命令。我们从前一天获取立体图像，拍摄图像并制作 3D 地形图。我们用护目镜查看图像——你在办公桌前戴 3D 护目镜。令人难以置信的是，深度视图包含的信息量要大得多。可能有些东西看起来真的很无害，但只要你戴上护目镜，你就会看到它可能有曲线，或者有我们可能没有看到的间隙。

之后，我们有一个工具，可以在其中对命令进行排序，即探测车模拟器。我为里面的飞行软件引擎编写了代码，它可以模拟我们的工作。如果有任何技巧，我们会先在地球上检测出来。

PopSci：为什么你们要先通过软件来运行这一切？为什么不能直接开车呢？

VT：我们通常没有关于火星情况的确切信息。无论是地形网格在某些点缺少数据，还是我们可能提前接触，或者当我们漂移时，我们的车轮可能会打滑。我们无法预测这种情况可能发生在哪里。所以这变得很有趣。你必须尝试完成你的序列，思考所有的地方，在你所能想到的所有条件下做假设——如果发生这种情况，这仍然好吗？然后我们把它送上去。

PopSci：面对 360 度的可能性，您如何决定去哪里？

VT：科学家挑选目标，我们确保它们是安全的，并且我们能够得到它们。然后整个团队查看火星车模拟情况。我们花了一整天时间检查命令，每个人都签字同意，然后我们将其上传到火星车。我们给它发送一个包裹。很多人会把它描述成向火星发送电子邮件。然后它发送了，然后进入睡眠状态。我们有两个八小时轮班——我早上 6 点上班[每天轮班 40 分钟，因为团队会跟踪火星太阳]，下一个人在下午 3 点上班，到那天晚上，我们就准备好上传它了。

这一切的时间取决于电力、可用数据、轨道器何时准备就绪、深空网络何时可用，所有这些因素。然后它将数据发回给我们，我们重新开始这个循环。

PopSci：好奇号能像机遇号一样自己决定去哪里吗？或者你能告诉它“do_Drive”然后让它走吗？

VT：如果我们愿意让它自行处理，我们就会建立一个条件——“如果遇到这种情况，不要这样做，而是这样做。”有时，我们需要在现场进行某些科学和工程分析，并确保不会发生其他事情，并且它会保持安全配置。我们要么处理它，要么确保它最终处于安全配置，即使它没有完成我们的预期。

如果探测车超出了我们预期的位置，就会有一个检查来发现它。我们使用多个检查来做到这一点。我们在我们不想去的区域周围设置了这些边界，我们还有能力进行自主导航——‘如果你看到超出这个范围的地形，就停下来。’

所以它不只是发送驱动命令。这些序列可以有几十个命令；根据当天的复杂程度，可能有 100 个。它可以做很多事情。