“好奇号”火星车已在火星服役超过 13 年，其持续产出科学成果得益于喷气推进实验室 (JPL) 团队的持续努力。尽管面临着电力衰减、车轮磨损和内存老化等严峻挑战，工程师们仍通过巧妙的软件更新、故障切换和更高效的运行策略，确保了其核心功能。这些宝贵的经验不仅延长了“好奇号”的寿命，也为“毅力号”等后续任务提供了重要参考，预计“好奇号”将能继续运行至 2035 年甚至更久。
保持运行的挑战与对策
“好奇号”的超长服役并非偶然，而是 JPL 团队持续投入心血的结果。它不仅在设计上足够坚固，更重要的是团队不断进行维护和优化，使其能够应对火星的恶劣环境。
与“好奇号”相比，晚九年登陆的“毅力号”在硬件上非常相似，都使用 RAD 750 处理器和同样大小的内存。但“毅力号”额外配备了一个用于视觉测距的处理器，使其能够自主驾驶，这反映了其以长距离行驶为主要任务的设计思路。而“好奇号”则更侧重于边走边采样。
内存故障的巧妙修复
“好奇号”的维护充满了挑战和创新。一个经典的例子是其计算机内存的修复过程。
- 背景: “好奇号”有 A、B 两台计算机。在任务早期（第 200 个火星日），因 A 计算机内存出现异常，团队切换到了 B 计算机。
- 新问题: 多年后，B 计算机也出现故障，无法加载驱动分区。团队不得不切换回早已不受信任的 A 计算机以抢救数据。
- 紧急状况: A 计算机的可用内存已降至 2GB，并且很快也出现了类似“内存脱焊”的严重问题。
- 解决方案: 在将 B 计算机格式化并恢复后，团队意识到不能完全依赖 A 计算机作为备用。他们想到了一个绝妙的办法：
我们意识到还有一个地方存有内存：我们存放飞行软件的地方。……我们有四份飞行软件副本……我们何不丢弃旧的副本，将那 64MB 的 NOR 内存用作 A 计算机的文件系统呢？
最终，团队成功实施了这一方案。尽管 A 计算机的内存仅为原始容量的不到 1%，但它依然可以运行一个小型任务，保留了驾驶、数据管理甚至科学研究的核心能力。这次软件更新被命名为“R-Hope”，因为它承载了团队的希望。
硬件损耗与能源管理
“好奇号”的寿命也受到物理硬件和能源的严格限制。
- 车轮磨损: 最初，团队低估了火星地表岩石的尖锐程度，导致车轮（尤其是前轮）被严重划伤。解决方案是改为向后行驶，以减少前轮的磨损。
- 部件消耗: 执行器的使用次数是有限的。例如，“好奇号”已经很久没有自拍，因为这个动作对机械臂的关节执行器消耗巨大。
- 电力衰减: 最大的消耗是电力。“好奇号”的核动力源 (RTG) 输出功率会随时间推移而降低。它的 RAD 750 处理器也是一个耗电大户。
为了应对电力衰减，团队开发了新的运行策略，例如：
- 提早休眠: 当任务提前完成时，让火星车进入休眠状态，关闭计算机和一些加热设备以节省电力。
- 并行操作: 探索在与轨道器通信的同时，进行驾驶或使用机械臂等操作，提高能源效率。
尽管面临诸多挑战，但目前“好奇号”的科学产出并未受到影响。
对未来任务的启示与展望
从“好奇号”的运营中，JPL 团队总结了宝贵的经验，这些经验将直接影响未来的火星探测任务。
- 软件的可修改性: 任务期间能够灵活修改和更新软件至关重要。
- 更精细的功耗监测: 如果能实时了解每个组件的功耗，就能设计出更智能的负载均衡系统。
- 早期用户参与: 未来的任务设计应该在早期就让操作人员参与进来，以确保最终的数据产品能满足实际运营需求。
关于“好奇号”的未来，即使未来失去机械臂，它仍能利用相机、环境和辐射传感器等远程设备继续进行科学探测。从电力角度看，预计到 2035 年甚至更久，“好奇号”仍能保持运行。团队需要不断在各种限制下寻找最佳操作方式，但它依然充满活力。