242.2012年：好奇号火星车

　　美国宇航局的火星科学实验室好奇号火星车的艺术概念图，为了调查火星过去或现在维持微生物存活的能力而设计的可运动机器人。

　　人造卫星（1957年），月球车（1971年），火星殖民（约2030年）

　　需求看起来足够简单：“让我们把火星车送到火星上！”但是，伴随着这个要求，工程学的问题立即就涌现出来。已经有多个火星车和机器人漫步在火星上并且传回了大量精彩的图像和数据，足以证明我们拥有的工程学能力在现代社会可以大显身手。

　　考虑一下火星科学实验室雇用的工程师们面对的所有问题，他们必须设计一种能承受零下73摄氏度低温的火星车。火星车也是需要动力的。好奇号通过一种放射性同位素的核能发电机供电。11磅（5千克）钚的放射性衰变提供电力，给好奇号火星车加热保温。

　　火星车需要一套通信系统，要求能够穿越火星到地球的2.5亿英里（4亿千米）的距离。当然，地球和火星都在旋转。在地球上，有巨大的天线为深空网络服务指向目标，使得无论地球如何转，总有一面天线可以看到火星。如果火星车位于火星面朝地球的部分，它能直接与深空网络对话。当火星车所在的部分背对地球时，更简便的方式是火星车与事先放置于火星轨道上的卫星对话，卫星再把信息转达给地球。

　　另一个问题是自主性。由于距离太远，对火星车发送一条消息并接收到回复需要10分钟时间。因此火星车必须靠它自己携带的智能装备独自完成许多任务。

　　抵达火星和着陆也是一个问题。火星车必须进入地球轨道，然后花费数个月向着火星飞去，再进入火星轨道，然后下降着陆。为什么不能靠降落伞着陆呢？因为火星的大气层太稀薄了，因此必须采用反向火箭在下落阶段帮助减速。所有这一切都要自动完成，直到落到火星表面。

　　直到火星车取回火星泥土送进小实验室进行化学分析，这期间的每一步都是困难的。好奇号火星车已经在2012年成功着陆，并在2013年完成部署。现在，我们可以在一个完全不同的行星上进行科学探索工作了。■ 工程学之书