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“勇气”号有九只眼
央视国际 2004年01月18日 10:09
负载着人类几代人的希望和无数想象的“勇气”号已经准备就绪，踏上了那令人心驰神往的火星表面。世界的目光被“勇气”号所吸引，它虽然其貌不扬，却具有极为精巧的构造和复杂的功能，可以像一个地质学家一样代替人类探索火星，是当今最聪明的机器人。用NASA科学家的话来讲，它是当前人类智慧的集大成者。
与1997年发射的“探路者”相比，“勇气”号算得上是庞然大物，它高1.5米，宽2.4米，长1.6米，体重174公斤，最高速度为5cm／秒。作为人类功能的模仿者，它具有大脑、躯体、头颈、感观、手臂、轮腿、温控、能源及通讯等九大器官。
“勇气”号至关重要的部位在它的躯体部分，功能相当于大脑和心脏等重要器官的电脑、电池和各种电子元器件等均排放在这个部位。脑子长在肚子上绝不是对“勇气”号的污辱，而是一个恰如其分的描述。由于火星远离太阳，其大气层极为稀薄，因此昼夜温差极大。据估测，“勇气”号着陆点的白天温度为零上22摄氏度，而到了夜间则会降到零下96摄氏度。而各种“重要器官”的极限工作环境为正负40摄氏度，为了保证“勇气”号不被活活“冻死”，其躯体被设计成一个电子恒温箱，以涂金层及硅土气凝胶绝缘层构成的外壳包裹，以防夜间热量的散失。恒温箱内还有加热器和温度自动调节装置，使各种重要器官在正常的工作环境中生存。
计算机是“勇气”号的大脑，表面看起来与人们现在所使用的家用电脑相差无几，甚至有人还会嫌它太慢。DRAM为128MB，EEPROM为3MB，但“勇气”号的大脑具有极好的防辐射能力和纠错能力。其系统也非常稳定，一旦发生死机现象，也不会造成数据丢失的现象，机器人可将其恢复。“勇气”号具有上佳的位置感和平衡能力，利用惯性测量系统，可极为精确控制其前后左右的移动，并可估测所在位置的倾斜程度。由于从火星传回一次信息大约需要9分钟左右的时间，往返则需要20分钟左右。因此，像操纵遥控车一样地操纵“勇气”号是不现实的。“勇气”号具有自主判断和决策能力，当地面指挥系统指示它到某个特点地点后，它将根据所掌握的火星实际情况，选择行进路线。避险程序保证“勇气”号每移动10秒钟就会停下来，重新评估周围环境，并计算接下来40－50秒所行走的路线。
“勇气”号有九只眼，其中六只用于导航，三只用于科学探测。在“勇气”号的前后两端各安装了两组相同的避险摄像机，每组由两个立体黑白摄像机所构成，基准线长15cm，垂直视角120度，水平视角120度，前后端的避险摄像机以60度的倾角安装于设备平台上，可提供前后方大约2.5m的影像，所拍摄的影像除了用于障碍物侦测之外还用于前进路线的规划。在“勇气”号桅杆的顶端，安装了两部立体黑白导航摄像机，可以360度水平旋转，180度垂直旋转。垂直视角和水平视角均为45度，基准线长为25cm，可视距离为100m。除此之外，桅杆顶部还安装了两台全景彩色立体摄像机，主要用于科学观测之用，所获得的图像就如同人站在火星表面一样。它们同时还具备导航功能，通过搜寻太阳的位置，来确定“勇气”号的方向到底朝向何方。在“勇气”号的手臂上还安装了一台显微影像仪，主要用于观察火星岩石和土壤的结构，再加上分光计及α粒子与X射线分光仪，这样“勇气”号就可以分析火星的土壤成分。
“勇气”号具有良好的机动性，其先进的轮式结构，具有强大的越障能力，并可进行360度转弯。其悬挂系统具有超强的平衡能力，当一侧车轮跨上岩石后，车体的另一侧将会抬高，以保证车体始终处于平衡状态。“勇气”号具有低增益和高增益两种天线，低增益天线没有指向性，而高增益天线可以指向特定的方向。除了可与地球直接进行通讯外，它还可与绕火星运行的卫星进行联络。
“勇气”号已经登上了火星，但恐怕没有人准确知道“勇气”号的运送成本为每磅一百万美元。如此高昂的代价，人们可能不禁会问为什么人类要开展火星探索活动？无疑探索火星所产生的间接经济和技术效益十分巨大。然而，火星是太阳系中与地球比较类似的一个星球，也是人类可能和可以留下足迹的一个星球。它是否曾经有过生命进化过程，以及它能否被改造成为适合人类生存的环境，来缓解资源日益枯竭、人口日益拥挤的地球村的困境，无疑这对人类的未来具有十分重要的意义。（何屹）
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