毅力号即将刷新地外世界行驶纪录，火星首辆自动驾驶车大获成功

不到五年半前，它还只是一颗从地球飞向火星的种子；如今，这辆汽车大小的火星车即将成为人类在另一个星球上行驶最远的机器。NASA的毅力号（Perseverance）火星漫游车，正以惊人的自主能力，把地外行驶纪录彻底改写。

据Ars Technica最新报道，毅力号将在未来一周内突破45.16公里（约28.06英里），正式超越机遇号（Opportunity）保持了多年的纪录。机遇号在2018年与地球失联前累计行驶了45.16公里；而毅力号自2021年2月18日登陆杰泽罗陨石坑以来，仅用了约三分之一的时间就即将完成同样的里程。更关键的是，这45公里中，约90%是由它自己开出来的。这不是简单的里程碑，而是火星探索史上一次静默却深刻的技术革命。

●自己看路、自己开车：AutoNav如何改变游戏规则

「真正的赋能技术，是它的自动导航系统。」NASA喷气推进实验室毅力号项目副经理Steven Lee在接受采访时直言。

▲毅力号的核心自主驾驶系统称为增强型自主导航（Enhanced AutoNav，简称ENav）。工作原理可以通俗理解为：像一个经验丰富的越野司机，一边开车一边用眼睛扫视前方，实时在脑中画出一张三维地形图，再从无数可能的路径里挑出最安全、最高效的那一条。

具体来说，漫游车首先用一对导航相机（NavCams）拍摄立体图像。这两只眼睛的视差经过视觉计算单元里的FPGA（现场可编程门阵列）加速处理后，迅速生成前方数米到十几米的三维高度图。高度图会告诉计算机哪里是平坦地面，哪里有石头、沙坡或坑洞。

接下来进入路径规划。系统分为全局规划器和局部规划器。全局规划器根据轨道地图和已知障碍区，给出大致方向；局部规划器则在眼前约6米范围内，用一种固定搜索树生成大量候选路径。这些路径由一系列弧线和转向动作组成，就像司机在脑海中快速模拟左拐、右拐、直行的多种组合。

评估这些路径时，系统采用两阶段筛选。第一阶段用快速计算的路径成本（综合坡度、粗糙度、到目标的距离等）给所有候选路径排序；第二阶段只对排名靠前的几条路径，调用更精密的近似间隙评估算法（Approximate Clearance Evaluation，简称ACE）。ACE会模拟车轮、悬架和车身姿态，检查车轮是否会卡在石头上、车身是否会倾斜过度，甚至允许漫游车以跨骑方式通过一些较小的岩石——这是以往漫游车简单把车当成一个大圆盘的模型做不到的。

为了应对火星上常见的车轮打滑，系统还会根据距离和地形不确定性，把安全边界逐步放大。走得越远，它就越保守。整个过程中，视觉里程计（Visual Odometry，又称视觉测程法）持续对比前后图像中的地面特征，实时修正位置，把滑移误差控制在可接受范围内。

正是这些升级，让毅力号能够在车轮转动的同时完成大部分感知和计算，而不必像好奇号那样频繁停下等待。好奇号受限于更老的计算机芯片，自主驾驶比例只有约10%，十五年累计行驶38.6公里；毅力号则把自主比例推到约90%，最高轮速约150米/小时。

结果就是：毅力号不仅跑得更快，而且跑得更远、更自由。2026年6月14日（任务第1890个火星日），它完成了42.195公里（26.2英里）的火星马拉松，用时仅五年零四个月；机遇号完成同样距离则花了十一年两个月。在一些单日行驶中，它甚至创造过超过411米的纪录。

●一张表看懂自主驾驶的跨越式进步

▲美国《科学·机器人学》（Science Robotics）2024年发表的一篇论文，用一张对比表把这种进步量化得清清楚楚。表中数据截至毅力号任务第753个火星日（2023年4月），当时它累计行驶约17.7公里。尽管只是早期数据，已经足以看出数量级的差距。

图表中最醒目的几项指标——

AutoNav距离：毅力号已自主评估了13717米，远超机遇号终身累计的2433米和好奇号的1137米。

平均AutoNav速度：毅力号达到97.97米/小时，是好奇号（11.55米/小时）的约8.5倍，是机遇号（21.28米/小时）的近5倍。

每个火星日平均AutoNav行驶距离：毅力号144.39米，而前几代漫游车大多在12至32米之间。

AutoNav占行驶总距离的比例：毅力号高达88.74%，好奇号仅6.12%，机遇号约5.4%。

这些数字背后的含义很直观。以前的漫游车，自主驾驶更像是偶尔的辅助功能——大多数时候仍需地球上的工程师仔细规划每一步。毅力号则把自主变成了日常主模式。更高的平均速度和更长的单日自主距离，意味着它能把更多时间留给科学观测，而不是停在原地等待指令。

当然，这张表反映的是任务早期的表现。到2026年，毅力号总行驶距离已接近45公里，自主比例仍稳定在约90%。早期的数量级跃升，已经在后续几年里持续兑现。

▲毅力号在杰泽罗陨石坑边缘留下的清晰车辙，见证了它自主攀爬的轨迹。

●从慢悠悠到大范围：科学回报如何被放大

这对科学来说极具赋能作用。毅力号任务项目科学家Vivian Sun说，「驾驶能力尤其让我们拥有了比以往任务更大的视野。」

好奇号的任务更像是一次缓慢而细致的登山——它在盖尔陨石坑里一点一点爬上夏普山，边走边做密集测量。毅力号则不同，杰泽罗陨石坑里的科学目标更分散：古老的河三角洲、撞击坑边缘、不同年代的岩层。它需要在广阔区域内快速转移。

自主驾驶让它经常能提前到达新地点，给科学团队带来惊喜。这里的岩石可以追溯到约40亿年前，属于太阳系晚期重轰击期的尾声。那时，火星上可能存在大型湖泊甚至海洋，环境或许类似地球上的莫哈韦沙漠——有流水，却又干旱而严酷。「这是我们第一次能够在原地调查这样的地形，非常令人兴奋。」Vivian Sun如此评价。

自主能力带来的，不只是速度，更是范围。科学家们可以更从容地选择有价值的目标，而不是被怎么把车开过去卡住。更多时间留给采样、光谱分析、寻找可能的生物特征。毅力号已经采集了数十个岩芯样本，这些样本最终有望通过未来的火星样本返回任务送回地球。

●轮子、执行器与几乎永不停止的生命

▲好奇号在火星上运行几年后，轮子出现了明显磨损。

毅力号吸取教训，对轮子进行了重新设计。目前，它几乎看不出明显磨损迹象。唯一稍显小心的是车轮执行器。它们最初只按20公里寿命进行测试，但JPL团队正在认证其至少可支撑100公里，甚至更长。

更重要的是动力。毅力号依靠放射性同位素热电发电机（RTG）供电——利用钚-238衰变产生的热量发电，无需太阳能板，也不依赖消耗性燃料或润滑剂。这意味着，只要机械部件扛得住，它理论上可以继续自己开车很多年。

▲毅力号留下的蜿蜒车辙，是自主导航在复杂地形中不断避障的直观记录。

●从机遇号到毅力号：地外驾驶的进化史

机遇号是个传奇。原本计划只工作90天，却顽强地跑了15年，最终以45.16公里的成绩创造了地外行驶纪录。它的成功靠的是坚韧、太阳能板的巧妙利用，以及团队对每一寸地形的精细规划。但机遇号的自主能力有限，大多数时候需要地球上的工程师手把手指路。

毅力号则把自主变成了默认模式。不仅能在碎石场中自己绕开大石头，还能在沙坡和起伏地形中保持安全。最新进展甚至包括用生成式AI帮助规划路径，以及火星全球定位技术——让漫游车在没有GPS的火星上，用几分钟时间把自身位置误差缩小到约25厘米以内。

这些进步，正在把火星漫游从远程遥控的精密仪器变成真正意义上的机器人探险家。

●写在纪录即将被打破之际

未来一周，当毅力号的里程表即将跳过45.16公里的那一刻，写下的不只是一个数字。毅力号火星车证明：在通信延迟以分钟计、地形复杂、环境严酷的另一个星球上，机器可以真正自己开车，并把人类的科学视野显著拓宽。

火星仍旧寒冷、干燥、充满未知。但至少在杰泽罗陨石坑，已经有一辆会自己看路的车，正安静地、持续地，把人类的足迹延伸得更远。毅力号或许还会再跑100公里，甚至更久。而我们，则有机会在地球上，继续接收那些来自40亿年前岩石的回信。

部分信息索引：

The first self-driving vehicle on Mars has proven to be a smashing success（https://arstechnica.com/space/2026/08/the-first-self-driving-vehicle-on-mars-has-proven-to-be-a-smashing-success/）

Science论文：Autonomous robotics is driving Perseverance rover’s progress on Mars（https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adi3099）

NASA火星官方 (https://science.nasa.gov/mars/)

毅力号任务页面 (https://mars.nasa.gov/mars2020/)