除了動力來源，天問一號和毅力號在這些方面也大有不同

這個7月，人類共有三個火星探測器依次成功出發，阿聯希望號環繞器，中國天問一號環繞器/著陸器/巡視器，美國毅力號/巡視器號直升機。作為本次探索火星的兩位選手，不論是繼承前輩意志的好奇號，還是承載無數國人希望的天問一號，都將代替全人類邁向無盡的深空。中美兩國開展火星探索的時間不同，所以在技術上有一些差距無可厚非，不過有了對比差距，才知道我們應該在哪些地方發力。所以接下來就讓我們來盤點一下它們的區別。

天問一號和毅力號動力源不同

首先，目前人類掌握的能用於太空飛行器的能源主要就是太陽能和核能。為了保證探測任務正常進行，以及探測器內的設備不被低溫損毀，必須持續而穩定地為探測器上的設備供電。然而在火星上太陽能電池所能提供的電力很弱，因此有時必須使用核電池。

火星探測器上的太陽能電池板

勇氣號拍攝的火星上的太陽

既然如此，為什麼天問1號不使用核電池？

首先，我國的核電池技術並不成熟，製造的核電池轉化率太低。雖然在嫦娥4號已經使用過核電池，但其功率僅3瓦多，轉化率不到1‰；而好奇號使用的核電池的功率達到了110瓦，轉化率達到了4.3‰。要想達到同樣的輸出功率，以我國目前的技術，需要塞更多的核燃料，這意味著探測器的總重量會增加從而加大發射難度。

天問一號上的太陽能電池板

其次，核電池中使用的材料具有放射性，對火箭發射系統的安全性和穩定性的要求也更高。我國是首次自主發射火星探測器，萬一發射過程中出現問題，會產生很大的安全風險。而且鈽-238由於是人造核素，生產成本極高。天問一號不僅是我國首個行星探測任務，也是第1個火星探測任務，預期工作90火星日，所以就動力源而言太陽能電池動力足矣。

值得一提的是美國人起步早，上世紀60年代就搞出了第一個放射性同位素電池。並且美國很多年前就開始探測火星了，2012年8月，NASA世界上第1輛採用核動力驅動的火星車——好奇號火星車就曾成功登陸火星，並且好奇號已經在火星上工作了2838火星日，對應地球上差不多8年。

好奇號

所以，探測器究竟採用何種動力源是需要結合多方面因素考慮的，除了硬性的科研水平，還要考慮探索目的，以及科研經費等等狀況。中國的航天科研也是有預算的，錢不能隨便亂花，必須要用在刀刃上。

天問一號和毅力號降落方式不同

火星探測器從火星大氣層外緣通過軟著陸的方式降至火星表面，是關係到火星探測是否能夠成功十分關鍵的環節，整個著陸技術十分複雜，每個環節都需要做到萬無一失，否則就會導致著陸失敗。目前探測器在火星上軟著陸的方式主要有三種：

其一是氣囊彈跳式，這種方式相對簡單，成本也低。

第二種是反推著陸腿式，這種著陸方式較為複雜，成本高，但是可以滿足重量較大的探測器軟著陸的要求，著陸精度較高。

第三種是空中起重機式，這種方式最為複雜，成本最高，技術也最先進，可滿足重量更大的探測器軟著陸的要求，能夠精確著陸。

此次天問一號的降落方式將採用更加謹慎的反推著陸腿式登陸方式。在這種方案中，火星探測器在器箭分離以後經過大約7個月的飛行被火星捕獲，而後環繞器環繞火星飛行，在與著陸器分離後環繞器開始對火星進行全球環繞探測，而著陸器進入火星大氣後通過調校、降落傘減速和緩衝發動機反推減速實施反推著陸腿式著陸，而後釋放出火星車，並開始執行在火星表面的探測任務。通俗地講，就是著陸器一邊朝地面噴氣，一邊小心地探腿落地。這種著陸方式精度最高，可以精確地在預定地點軟著陸，在航天探測器中應用最廣泛。

天問一號降落方式

而作為好奇號的繼任者毅力號預計重量將達1噸左右，所以它會繼續沿用好奇號的「空中吊車」技術。好奇號是人類探測火星60年來唯一實現空中吊車技術的任務，「空中吊車」技術指的是探測器在降落過程中，著陸器在經過大氣摩擦減速和降落傘減速後將會分成兩個部分，上部分攜帶有巨大能量的8個反推火箭，形成一個懸浮在空中的「吊車」，下部的火星車通過電纜和3條柔性鋼索與之相連。隨著空中吊車緩慢減速降落，一旦火星車安全碰觸地面後，所有的關聯繩索在幾毫秒內迅速被切斷，空中吊車迅速飛走並遠離火星車後墜毀。毅力號除了沿用「空中吊車」技術，還將做進一步改進，它可以規避風險選擇最優路徑將火星車放到最理想的地點。

天問一號和毅力號研究重點不同

作為中國第一顆行星任務探測器，需要一次實現「繞、著、巡」，多任務耦合設計，接口複雜，關聯性設計十分複雜，所以無疑是一項巨大的挑戰。

此次中國火星探測器共有五大科學目標：（1）繪製火星形態和地質結構圖；（2）調查火星表面的土壤特徵和水冰分布；（3）分析火星表面的物質組成；（4）測量電離層和火星地表氣候及環境特徵；（5）探索火星的物理場（電磁場、引力場）和內部結構。中國在短短幾十年的時間，就實現了從落後到跟隨同步的跨越，離不開無數科學家的努力和心血，更離不開國家的大力支持。相信此次天問一號必定能成功著陸，為中國的火星探索傳回更具價值的數據，也為下一步的行星探索打下堅定的基礎。

而作為手握人類全部八次成功的火星著陸探測榮譽稱號的選手，NASA對火星探測毫無疑問有著最多經驗，也走在最前沿，所以相比於升級裝備和探索更多科學謎題，毅力號顯然有更大的目標，也更具開拓性。毅力號的目標分別是：

1、探測火星生命。為了探尋火星生命痕跡，好奇號最大的法寶是腹中的一套強大的有機物探測裝置，叫做火星樣本分析儀（Sample Analysis at Mars），簡稱SAM（山姆）。機器臂採集到的火星固體樣品，會被送入「山姆」之中，經過高溫分解檢測其中是否有複雜有機物。正是「山姆」相助，才讓好奇號在火星發現了多種噻吩（C4H4S）、芳香族和脂肪族複雜有機物。

火星樣本分析儀

2、採集火星土壤，為後續帶回任務作準備。毅力號攜帶了一套「試管」，但這些「試管」只用於封裝鑽頭採集的火星樣品。之後，毅力號會把樣品管轉移到指定地點，留待將來的火星任務拾取和送回地球，給人類親手研究。

毅力號的樣品收集管

火星樣品緩存運輸的過程

3、在火星製備氧氣，為火星載人登陸作準備。毅力號的「腹中」給另一個前所未有的儀器騰出了一點位置——火星原位制氧儀「莫克西」。莫克西從火星大氣中收集二氧化碳，電解為氧氣和一氧化碳，對氧氣進行提純之後，將一氧化碳和其他產物排回大氣中。火星大氣約96%的成分是二氧化碳，如果能直接利用火星的二氧化碳來製備氧，那麼將來的人類就不用千裡迢迢從地球帶液氧來火星，而是可以直接在火星生產氧，供日常呼吸和推進劑之用。

火星原位制氧儀「莫克西」

並且毅力號將嘗試為人類帶來新的探測方式：無人機探測。

至此，本次窗口期前往火星的三位選手全部前往火星，它們都是人類的使者，都在為了人類跨越星際而努力，讓我們仰望星空，祝福它們！