好奇号核动力火星探测器（世界上最贵的车）

提起壕无人性的车，你会想到什么？劳斯莱斯？布加迪威龙？呵呵，在咱们今天要讲的好奇号火星车面前，它们连弟弟都算不上。

火星车，全称火星漫游车，是指在火星登陆用于火星探测的可移动探测器，是人类发射的在火星表面行驶并进行考察的一种车辆。

火星

美国和前苏联曾多次发射火星车。1997年7月4日，美国“火星探路者”飞船抵达火星，其携带的“索杰纳”火星车是人类历史上第一辆登陆火星的“车”。它和一台微波炉一样大，质量10.4千克，是一个有6个轮子的小机器人。

前苏联航空局

“索杰纳”火星车

火星车为人类了解火星做出了巨大的贡献，经过15年的不断发展，2011年，美国航天局（NASA）推出新一代火星车——好奇号。

美国航天局（NASA）

好奇号火星车臂长2.1m，车轮直径0.5米，高度2.1m，宽度2.8m，长度3.0m（不包括机械臂），大小相当于一辆家用型SUV。重量达1吨，是有史以来人类送往另一颗行星的最庞大、最复杂的设备。

好奇号

它于2011年11月26日 23:02在佛罗里达州卡纳维拉尔角航天基地圆满发射，助它飞向火星的是宇宙神V型Atlas-V541火箭，2012年8月6日13:30成功着陆于火星盖尔陨石坑，使命依然是探寻火星上的生命元素。

佛罗里达州卡纳维拉尔角航天基地的宇宙神V型Atlas-V541火箭

火星盖尔陨石坑

本质上来说，好奇号并不是一辆“车”，而是一台先进的移动实验室。好奇号携带了大量先进的科学设备，其科学载荷的重量超过了以往任何一次火星车载荷的10倍以上。它可以用机械臂从地面挖取土壤样本，用钻头钻入岩石内部取样并送入其“车载”实验室进行精密化验。

好奇号科学设备构成

下面咱们就来盘点一下好奇号上的黑科技：

1.火星样本分析仪。其由质谱仪、气相色谱仪和激光分光计组成，这些仪器能够搜寻构成生命的要素——碳化合物，负责火星岩石样本的分析。

“车载”实验室——岩石样本分析仪

2.光学相机与激光系统。高能激光系统可以在10秒内向9米外的火星岩石发射30次激光脉冲，在大约2亿分之1秒内释放100万W的能量，能够将岩石瞬间融化成为发光、电离状态的离子浆。旁边的光学相机通过分析离子浆发出的光线，能够确定岩石中的元素组成。话说这应该是人类第一个投入星球大战实战的激光炮武器了。

光学相机与激光系统

3.中子反照率动态探测器。安装在好奇号车身背部，负责寻找火星地下的冰和含水矿物质。原理是向地面发射中子束，而后记录下中子束的反弹速度。H原子能够延缓中子的速度，如果大量中子速度迟缓，便说明地下可能存在水或者冰。它能够发现地下2米深度、浓度只有0.1%的水。

中子反照率动态探测器

4.环境监测系统。安装在好奇号桅杆顶部下方，负责测量火星的大气压、湿度、风速、风向、空气温度、地面温度以及紫外辐射等等数据，并将其汇聚成每日、每季报告，帮助科学家了解火星环境。

环境监测系统

5.辐射评估探测器。负责测量火星上所有的高能辐射，例如高速移动的质子和伽马射线，以便科学家确定未来宇航员登陆火星时会受到多大剂量的辐射伤害，同时推测火星有生命的可能性。

辐射评估探测器

6..α粒子X射线分光计。安装在好奇号机械臂的末端，负责测量火星岩石和泥土中不同化学元素的数量。原理是通过发射X射线和氦核进行分析，这些粒子能够将样本中的电子撞出轨道，进而产生新的X射线，根据X射线衍射的特征能量确定元素的晶体结构。

α粒子X射线分光计

7.手持透镜成像仪。安装在机械臂的末端，相当于一个超级放大镜，它的分辨率达到12.5μm，不到一根头发的直径，负责拍摄火星的地貌特征彩色照片，让科学家更细致地观察火星上的岩石和土壤。

手持透镜成像仪

还多很多的黑科技我们就不一一列举了，接下来说个压轴的角色——核动力电池。续航问题一直是高科技电子产品的硬伤，为了让这辆大“车”能够在火星表面行驶足够远的距离，在火星漫天黄沙和极端低温的环境下保持“体温”并为各种科学设备供电，科学家们采用了大胆的想法——核动力。

核裂变释能原理

这并不是好奇号所使用的新技术，而是在过去40多年中早已被广泛应用于行星际探测的成熟技术。如1977年发射的，现在已经飞到太阳系最边缘的两颗旅行者号探测器，采用的也是核动力供电方式。我们的嫦娥四号使用的也是核电池，但技术据称是俄罗斯提供的。

旅行者号

旅行者号使用的钚燃料电池

好奇号采用的核动力电池由一个装有4.8公斤钚-242二氧化物的热源和一组固体热电偶组成，可以将钚-242二氧化物产生的热能转化为电力，系统设计使用寿命14年。该系统足以为好奇号同时运转的诸多仪器提供充足能量，让火星车彻底摆脱对阳光的依赖，并大大延长其在火星表面的工作寿命。

好奇号采用的核动力电池

简单说一下这块电池的燃料——二氧化钚。其分子量274，是钚的最稳定的氧化物，绿棕色至黄棕色粉末，有剧毒，具强放射性，熔点2400℃，不溶于水，溶于热的浓硫酸。颗粒细，易飘浮在空气中，操作均必须在密闭手套箱中进行。制备方法：钚的过氧化物、草酸盐、氢氧化物和硝酸盐在氧气中加热至800～ 1000℃。不建议私人尝试哦。

正在放热的二氧化钚

二氧化钚制备工厂

好奇号的主要部件由波音公司、洛克希德·马丁公司制造，然后送往位于洛杉矶东北部的NASA喷气推进实验室飞船组装厂1号高顶超净车间（NASA JPLSAF HB1）组装。

高顶超净车间（NASA JPLSAF HB1）

世界上科技含量最高的车完成装配后，由C17“环球霸王”运输机运输至卡纳维拉尔角航天发射场佛罗里达州卡纳维拉尔角航天基地，进行保证好奇号平稳着陆的其他配件的组装。

C17“环球霸王”运输机

好奇号火星探测器保护盖

探测器周围结构

最重要的部件——助推减速器，俗称空中起重机。它具有8个火箭发动机喷嘴，可惜的是造价这么昂贵的部件，使用的机会只有一次。在好奇号准备着陆时，它将工作数秒钟，将速度降低到安全水平。

助推减速器

这时，包括最核心的好奇号在内的火星探测器就全部完成了。接下来就是加装整流罩，装上火箭，挑选一个黄道吉日，发射升空。

整流罩

整流罩特写

整流罩加装完成

装上火箭

发射升空

最后说说它的名字，为什么叫好奇号呢？中华儿女终于做了贡献。由儿童和青少年命名火星车是NASA的惯例。2008年11月18日，一项面向全美五岁至十八岁学生的为火星车命名的比赛开始。2009年5月27日，NASA宣布六年级的华裔女生马天琪（Clara Ma）的名字“好奇”最终赢得了胜利 。她还获得了在好奇号上签名、现场观看好奇号组装和发射的特权。

华裔女孩马天琪

马天琪在好奇号上的签名

这么令人惊叹的一辆车，究竟要多少钱呢？根据NASA公布的数据，好奇号项目总投资26亿美元，约合人民币182亿元。

有些专业点的网友可能会问，NASA明年不是准备发射一个更加先进的火星探测器吗？那辆“车”难道不比好奇号要贵？答案还真的是：NO。

NASA准备2020年发射的新型火星车，命名为“火星车2020”（不知道哪个小朋友起的这么没深度的名字），预计于2021年2月21日着陆。为了降低风险和成本，火星车2020以好奇号为基础打造，总成本在15 亿美元左右

火星车2020

火星车2020内部电路

火星车2020结构图

什么时候，我们中国也能有一辆这么高级的“车”呢？期待那一天。

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