一文看懂：美国“毅力号”与中国“天问一号”的区别

这个方案的优点是可携带大型的火星车，对着陆区域地形要求低。

缺点：技术难度最高。

天问一号的降落，是使用最简单的火箭反推降落。

着陆器与降落伞分离后，底部的火箭反推装置开始工作，缓慢下降到触摸地面为止，在这一阶段，反推火箭需要一直工作，直到降落火星表面为止。

当着陆平台降落到火星表面后，放出两条导轨，然后再放出巡视器。

这种方案的优点是最简单，安全系数高。

缺点是对着陆区地形要求高，复杂地形就不行，并且无法携带大型的火星车。

中美差距

航天领域是中美两国科技差距最小的领域之一。

因为中国的航天是可以用“万中选一”的方式，用昂贵的成本堆出必要的性能。

天问一号的技术水平，大概与2003年的勇气号/机遇号是相当的。

比起毅力号，则差距甚远。

——只要看看毅力号可以比天问一号后发先至地从地球飞向火星，然后一气呵成地降落成功，而且质量体积还比天问一号都大了一大圈，这个技术的差距就很明显了。

天问一号与与2003年的勇气号/机遇号，二者无论从体积、质量，甚至到外形，都有很大的相像。

当然我们不能说天问一号是山寨与勇气号/机遇号，毕竟相同的问题，总是有着相似的答案。

只不过，勇气号/机遇号历时207天/202天就降落到火星上，而天问一号还在轨道上徘徊。

当然，美国算是登陆火星的老司机了，而天问一号做为新手上路，多点时间也很正常。

（中国天问一号）

（旅居者号/机遇号）

勇气号/机遇号火星车，高1.5米，宽2.3米，长1.6米，重180千克。使用太阳能为动力，使用德尔塔II运载火箭发射，使用气囊降落。

勇气号2003年6月10日发射，2004年1月3日着陆火星表面，历时207天。

机遇号2003年7月7日发射，2004年1月25日着陆火星表面，历时202天。

德尔塔II运载火箭是一款更古老的火箭，1989年首次发射，箭体直径2.44m。

与好奇号/毅力号相比，无论是重量、体积，还是功能上，天问一号还有巨大的差距。

如果天问一号能够成功着陆并正常工作，这意味着中国航天与美国航天的差距拉近到10多年。

这个本身就是一个非常了不起的成就。

核动力

天问一号与毅力号还有一个巨大的差别，就是毅力号使用的是核动力。

火星不比月球，火星距离地球很远，信号往返需要时间很长，无法实现实时控制，所以完全依赖航天器自身的自主控制能力。

火星更加远离太阳，在火星上能够收到的光照强度要比地球与月球上收到的弱得多，只有地球的40%左右。

相比于月球环境，月面接近真空，不存在云层遮挡、沙尘等问题，火星的环境要复杂得多，火星表面有沙尘暴，一次爆发还会持续数周。

火星低光强与沙尘暴，决定了航天器需要进行严格的保温措施以应对夜间的低温，要求航天器表面的涂料具有低吸收低发射特性，而太阳能面板需要有很高的转换率。

应对这种挑战，以机遇号为例，在夜间，使用8个放射性同位素加热元件加热仪器，每个加热元件依靠放射性元素衰变可持续产生1瓦的热能。实在必要时也可以使用电加热装置。保温绝缘装置由黄金镀层和硅气凝胶层构成。

但即便如此，在2018年一次席卷全火星的沙尘暴中，机遇号最终还是没挺过来，NASA最终于2019年2月宣布任务中止。

所以火星车最好的动力选择是核动力，工作时间长（半衰期为87.7年），输出稳定（在任何情况下提供125瓦的功率输出），并且不受太阳能的限制，特别是在沙尘暴的火星上。

而且核动力还能为仪器供电，输出热量保温，持续工作能力强。

——比起机遇号上的8个1瓦的核能加热元件，毅力号的能够稳定输出125瓦的核动力MMRTG简直是直接吊打一切。

MMRTG安装在毅力号的翘起的尾部。

中国的核电池技术离美国还很远，离俄罗斯也有距离。

嫦娥4号上搭载的核电池，是中俄联合研发的。

当然，核动力的体积与重量也是天问一号的小身板所不能承受的。

但对于想要在火星上一展身手的中国航天来说，核电池技术是必须要啃下的难关。

机智号的开放

虽然在民主党主政时期，NASA长期经费不足，直到川普上台后才得到相对充足的经费。

虽然超级军工巨头，也是超级“大公司病”的波音与洛马联合搞了个ULA，试图垄断航天发射市场，疯狂上涨的发射报价让NASA叫苦连天：地主家还没个余粮啊，不带这么宰人。。

虽然波音与洛马的“大公司病”让NASA无力吐槽，拖累了NASA的星辰大海的大业。。

但，很官僚机构的NASA却常常有超出官僚主义的“不走通常路”，秀出的作品常常让人感到惊艳。。

比如今天四处秀回收再发射的的Space X，就是NASA慧眼识珠，丢出16亿的大订单直接催化出来的。

——虽然NASA最初的想法只是想借Space X来敲打一下波音与洛马。

而这次毅力号最有创新色彩的，就是这个机智号无人机。

这是一个采用了开放的源Linux系统，通过电商平台SparkFun购买现有的民用货架商品组装出来的新设备，当然也可以视为是实验验证性质的。

核心平台是高通骁龙Robotics Flight 801平台，使用的正是普通手机中的高通骁龙801手机芯片。

一般的航天器材，比如中国航天所用的，都是军工级的，都是搞“万中选一”的做法，这样的做法，好处是质量可靠，缺点是成本非常高昂。

在没有独立核算前，中国航天还能亏本赚吆喝，利用民用发射市场的名义进口管制芯片等等器材，至于用到哪了，你懂的。

后来被制裁后，这条路就走不通了，发射单价也就水涨船高了。

PS：现在中国国内所谓的“民营航天”，基本上都是在忽悠骗钱。。

在机智号项目上，NASA表现出很强的开放心态，鼓励项目组大胆去试，并愿意承担一些风险，允许项目组在市场上采购民用产品。

比如NASA的火星探测器，使用的是VxWorks操作系统。而机智号却使用的是开源Linux系统，一个开放的平台。

而且不仅仅核心平台用的骁龙801处理器是普通的手机硬件，连导航设备，惯性测量单元IMU、激光测距仪等设备，都是普通的民用级硬件，极大地降低了成本，同时计算能力大大提升。

这种思路，是在考察这些民用品能不能在火星上与军工产品一较高下，这个思路与当年催化Space X是一脉相承的。

敢于开放，勇于创新，大胆尝试，寻求引入民用产品降低费用，这是NASA一直在努力的方向。。