在不少航天界人士看來，2020 年是個“火星年”。

　　在今年的公開計劃中，中國、美國、阿聯(lián)酋都已宣布將如期進(jìn)行火星探索任務(wù)；歐洲航天局和俄羅斯聯(lián)邦航天局也有相應(yīng)計劃，但由于籌備原因，把發(fā)射時間推遲到 2022 年實施。大約每隔 26 個月才會產(chǎn)生一次 “火星沖日” 的契機(jī)，2020 年 7-8 月便是這個窗口期，屆時地球、火星、太陽位于一條直線上，抓住這個窗口期發(fā)射火星探測器，飛行的路線最短，燃料最省，成功率也較高。

　　談到火星探測器，想必大部分人都能瞬間聯(lián)想到“火星車”，它們搭載著地球上各種先進(jìn)的儀器和設(shè)備，代替人類漫步火星，觀察勘探這個紅色星球的地形地貌，把寶貴的分析數(shù)據(jù)和圖像回傳給人類，才有了人類今天對火星的知識積累。

　　圖｜美國宇航局 “好奇號” 火星車在第 2553 個火星日的自拍照（來源：NASA）

　　你有沒有興趣手工打造一臺自己的 “火星車”？在開源社區(qū) GitHub 中，開發(fā)者雅各布 · 克蘭茨（Jakob Krantz）分享了一份全面的開源制作教程，引起不少關(guān)注。

　　這款 3D 打印的移動機(jī)器人在設(shè)計上參考了美國宇航局的“好奇號” 火星車，它不僅可以在坑坑洼洼的沙地上順暢行駛，搖臂轉(zhuǎn)向架也高度模擬“好奇號”，環(huán)繞攝像頭可以進(jìn)行第一視角拍攝，而隨著擴(kuò)充配件，它也能夠伸出機(jī)械臂抓取物體，開發(fā)者可以通過智能手機(jī)應(yīng)用程序集成自定義控件和數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操控。

　　克蘭茨是一名嵌入式軟件開發(fā)人員，他對 DeepTech 表示：“當(dāng)時制作這個項目并沒有特定的原因和需求，只是對火星車的搖臂轉(zhuǎn)向架移動方式非常感興趣，于是想要搭建一個更大的項目，包含許多不同的零件、電子設(shè)備、編程和 CAD 設(shè)計，CAD 和一些相關(guān)設(shè)計都是自學(xué)的，斷斷續(xù)續(xù)建造了大約一年時間。”

　　圖｜開發(fā)者手工 DIY 火星車（來源：Jakob Krantz）

　　雖然這是一個類似于玩具的“火星車”，但在硬件方面也沒那么簡單，除了要用 3D 打印車輪、車身和各種關(guān)鍵零部件，還需要準(zhǔn)備以下配件清單：

• 6 個 12V 60 RPM 直流電動機(jī)，每個車輪一個；

• 每側(cè) 2 個無刷電調(diào)；

• 12 個 5V～12V 開關(guān)穩(wěn)壓器；

• 每個角輪上有 4 個伺服系統(tǒng)（MG946R/MG996R），用于轉(zhuǎn)向；

• 臂上有 6 個伺服（MG946R），用于 6 自由度；

• 2 個頭部伺服裝置（MG946R/MG996R）；

• 6 通道 RC 接收器和發(fā)射器；

• 6 個電機(jī)軸適配器；

• MCU（ESP32）；

• 3S 電池；

• 標(biāo)準(zhǔn) PVC 管，內(nèi)徑為 23.40 毫米，外徑為 25 毫米；

• 許多螺釘和螺栓，主要是 M3 和 M4 型號；

• 兩種軸承：5x 608ZZ 和 5x 25mm SKF 6005；

　　克蘭茨介紹，這些物料清單成本約為 500-600 美元， 但是，他本人可能已經(jīng)花費了超過 1000 美元投入到這輛自制火星車上，包括一些已經(jīng)迭代的零部件，以及一些損壞燒掉的電子設(shè)備。

　　圖｜火星車的零部件制作（來源：Jakob Krantz）

　　有三種通信方式可以保持與這輛火星車的聯(lián)系，包括長距離廣域網(wǎng)（LoRa）、WebSocket 協(xié)議以及通用 RC 發(fā)射器，通過車上的一個三向開關(guān)可以選擇啟動模式：WiFi 站 + LoRa、僅 LoRa 或 WiFi AP，有人連接到 WebSocket 服務(wù)器或通過 LoRa 連接火星車，就能接收到火星車自動發(fā)送的遠(yuǎn)程通信數(shù)據(jù)。

　　組裝完成后的成品如下圖所示，功能可能有限，但氣勢上不會輸，一臺自制火星車閃亮登場。

　　圖｜DIY 火星車成品（來源：Jakob Krantz）

　　最后，就是實戰(zhàn)演練環(huán)節(jié)，它的機(jī)械臂可以實現(xiàn)多關(guān)節(jié)控制，搖臂轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)能使其在起伏較大的沙灘上暢通無阻：

　　雖然小有所成，但克蘭茨表示，做這個項目并沒有太多商業(yè)化的想法，所有設(shè)計和代碼目前都是開源的，項目仍需要進(jìn)行大量調(diào)整才能使開放源代碼版本更加完善，基于目前的基礎(chǔ)平臺，任何有經(jīng)驗的技術(shù)人員都可以進(jìn)一步參與構(gòu)建它，如果你對這個民間火星車感興趣，或者想直接為這個開源項目做貢獻(xiàn)，歡迎參考：https://github.com/jakkra/Mars-Rover