自从好奇号探测车着陆火星以来的十三年间，工程师们一直在寻找提高NASA电动车效率的方法。这款六轮探测器将获得更多的自主性和多任务处理能力。这是为了最大限度地利用多任务放射性同位素热电机 (MMRTG) 提供的能量。效率的提高意味着探测车将拥有充足的能量，继续解码火星古代气候的演变，即这个红色星球如何从湖泊和河流的世界变成如今的冰冷沙漠。
好奇号由NASA喷气推进实验室制造，位于加利福尼亚州的帕萨迪纳，由加州理工学院管理。JPL代表NASA位于华盛顿的科学部领导这项任务，这项任务是NASA火星探索计划的一部分。Malin空间科学系统是制造和运营的负责方。
NASA的好奇号探测车花了八个月时间才到达火星，成为人类探索最远的电动车，尺寸如同 MINI Cooper，重约一吨，采用2011年最复杂的技术，探索火星的地表和气候。
由于好奇号是一款体积庞大且较重的电动车，其在这个星球着陆是科学家面临的重大挑战。因此，找到最佳解决方案以确保探测车存活成为一个具有巨大挑战性的问题。被称为“疯狂”的选择是，以每小时 13200 英里（约 21243 公里/小时）的速度冲入火星大气层，这远远超出超声速的界限。包含好奇号的胶囊需要因稀薄的大气摩擦而减速，高音速降落伞展开，直径近16米。在降落的过程中，胶囊从 6 公里/秒的速度逐渐减至静止，这是自 1960 和 1970 年代阿波罗登月计划以来首次采用的导航系统。随后的降落过程中，有类似“天桥飞行”的设备被释放出来，此时逆向火箭助推动力被点燃，减慢着陆。
当好奇号悬浮在着陆点上方时，航天器的上层结构将转换为"天钩起重机"，通过缆绳将探测器放到地面，随后航天器分离离开。英国科学家约翰·布里奇斯博士和地质学家桑吉夫·古普塔教授负责控制探测车和分析收集的数据，确保着陆的成功。
令人恐怖的是，在过去的火星任务中，有三分之二以失败告终。2003年的圣诞节，Beagle 2遭遇意外消失无踪。据统计，好奇号安全着陆在距离地球 300-400 百万公里的火星上的几率仅有一小部分。
莱斯特大学太空研究中心的约翰·布里奇斯博士是参与火星科学实验室任务的英国科学家“我相当乐观，空间探索不适合心灵脆弱者。之前的探测器着陆依赖于膨胀气囊，而好奇号太重了，因此采用了天钩飞行技术。本次任务的目标是靠近火星赤道的盖尔陨坑，这一地区在地质上极具吸引力，因为过去曾有水流经过的痕迹。本次任务的目标是将好奇号驶向 5.5 公里高的夏普山顶，该位置位于盖尔陨坑中心。好奇号将成为一个移动的六轮实验室，负责勘测周边环境，分析来自岩石或地表的样本。它配备了激光炮，可以在 30 英尺（约 9 米）外将岩石汽化，生成可收集化学元素数据的火花，装备的放大摄像头可揭示比人类头发更细微的细节，还装有立体摄像头用于拍摄火星的全景图像。
帝国理工学院地质学教授桑吉夫·古普塔说：“NASA选择盖尔陨坑作为着陆点，因为那里有许多令人兴奋的地质特征。” 其中包括看似火山口湖床的谷地，以及我们认为可能曾被水侵蚀的河道和三角洲。
四年前，好奇号火星探测车执行了一项关键任务，即利用两个不同的摄像头拍摄定名为蒙特梅尔库的岩石，在科学家为其命名。该岩石高 20 英尺（约 6 米），由好奇号探测器的Mars Hand Lens Imager（MAHLI）设备通过远射微波信号将各部分六十张图像组合成的全景图于 2021 年 3 月 26 日拍摄，展示了探测车 3070 天任务期间的情况。观察发现由钛制作的轮子开始磨损，但仍能执行任务。
过去的十三年中，航天器抵达了布满方形构造的区域，相信这些长达数公里的山脊是数十亿年前地下水形成的，位于夏普山地表 3 英里（约 5 公里）。这些结构可能揭示数百万年前存活的微生物的痕迹，纵使环境上过于干燥而无法继续存活。
过去的使命需要大量能源，不仅需要操作和延伸机器人臂以研究岩石和悬崖，Curiosity 还装备有各种仪器，包括摄像头和科学设备，一切设备都需要电力供应运行，而加上额外的加热设备以保障电子、机械部件及其他工具在恶劣环境下正常工作。Spirit 和 Opportunity 等过往的探测车以太阳能板为能源，而这种技术容易受到阳光不足影响。
相反,Curiosity与Perseverance使用的便是同一核能电源MMRTG，通过煎熬钚丸衰变提供电力并为探测车电池充电。MMRTG持续提供电源给探测车的许多科学仪器。由于钚的长半衰期，探测车长期运行成为可能（双胞胎宇宙飞船从1977年开始一直在使用RTG）。然而随着钚以时间为零点衰变，Curiosity 的电池充电时间变得越来越长，执行地质和科学任务时剩余能量逐日减少。
团队精心管理Curiosity每日的能量需求，考虑到每个耗能的设备，尽管大部分部件都在发射前经过严格测试，但Curiosity的组件是复杂系统的一部分。探测器历经多年的艰难环境，风沙中穿梭、承受辐射与温度剧变等多种考验，历经13年，仍持续执行任务。
“宛若初期任务的照料者”，JPL高机室创作与管理Curiosity探测车的Reidar Larsen这么说道。Larsen带领的工程师团队已扩展了Curiosity的新能力，仿若一探险中的成长青少年，信任它会继续服务好几年。
通常，JPL工程师每天会向Curiosity传达任务。2021年，团队开始研究计划将2-3项任务相结合，以优化任务效率，减少Curiosity工作负担。
例如，Curiosity定期开启的无线设备常用于将数据和图像传输到轨道飞行器，后者再传输回地球。探测车在执行多项操作时可与轨道飞行器协调，显著缩短计划时间，确保加热器和设备的正常运行，降低对电力的压力。测试表明，这一措施安全可行。
另一个秘诀是允许Curiosity在任务提前完成时休息，工程师们通常会提前为一天活动评估时间，预留可能的位置。通过这种方式节省的时间渐积累，延续MMRTG服务，保证未来的科学勘测与探索。
数年之间，团队已经开始在Curiosity上应用新能力。一些机械问题急需改进，例如钻头收集样品或穿越崎岖地貌时的改善，软件更新提高了探测车在地面导航能力。Mastcam组件的滤镜一旦失效，团队找到不影响同样高清影像的替代方法。
JPL开发了新的算法来监控和减少Curiosity轮组磨损，这些轮子在长年的石礁冲击中已有磨损，尽管工程师密切观察轮组损坏，但并不担忧。经过35公里的行驶和大量研究，即便是在恶劣条件下，贵重的钛轮圈也将继续使用数年，最坏状况下，Curiosity仍能摆脱受损轮子，依靠剩余轮组行驶。措施维持Curiosity高效运作多年，假如充电系统仍能维持高效运作！
（编译：张悦 泰国中文社；审校：Alex；来源：Thairath）
