歐洲太空總署(ESA)
火星探測車行駛期間,科學家挑選鑽探地點
火星探測車有限的操作時間,可以用來挑選鑽探地點,而不是繞過每一個障礙物。在西班牙塔韋爾納斯沙漠,原型探測車 Charlie 自主行駛超過 60 公尺,導航誤差低於 1%;科學家則根據它傳回的資料挑選目標。如果完整系統在 2030 年登陸後仍維持可靠,杜林的控制室就能在探測車自行穿越安全地面時,核准一個科學目標。
火星探測車一旦選錯路線,就無法獲得救援。控制人員必須根據跨越太空傳送回來的有限資料,判斷斜坡、危險地形和有科學價值的目標。照片中看似安全的路線,可能會困住或損壞探測車,而失去的一天也無法挽回。困難之處不只是讓探測車移動,而是在任務時間耗盡前,把每天的測量結果轉化為下一組決策。
為什麼行駛只是問題的一半
火星探測車任務以指令週期運作。團隊接收資料、解讀資料、選定計畫,再傳送指令,讓探測車稍後執行。這種延遲意味著,科學家不能像手握遙控車一樣,單純操控探測車繞過每一顆石頭。
自主避障軟體可以協助探測車安全地前往附近地點,但它無法決定哪一塊岩石或哪一片地面最值得研究。尋找古代微生物生命的跡象,需要地質背景,以及來自多種儀器的測量結果。探測車必須抵達正確類型的地點,而不只是任何它能抵達的地方。
這使科學家的工作與行駛密切相關。他們需要一併解讀影像、地下雷達和光譜分析,再決定目標,以及要在該處使用哪些儀器。

火星任務的沙漠演練
2026 年 9 月,約 100 名科學家和工程師在西班牙塔韋爾納斯沙漠測試了這套整合流程。這輛名為 Charlie 的原型探測車,使用了原本要給 Rosalind Franklin 探測車使用的導引、導航與控制軟體。科學團隊則在義大利杜林的探測車操作控制中心工作,距離探測車約 1,200 公里。
這項測試結合了接近飛行任務版本的導航軟體、原型儀器組,以及分散在沙漠和控制室兩地的團隊。科學家利用 Charlie 的資料,選出搜尋生命證據的地點;操作人員則同時規畫路線。
探測車操作主管表示,在第六天,Charlie 自主行駛超過 60 公尺,導航誤差低於 1%。這項結果並不代表火星任務已經準備好在沒有人員參與的情況下運作,而是表示,持續以搖桿操控式方式行駛,不再是處理一小段地面的唯一方法。
團隊也看到了不同類型資料的重要性。根據探測車資料,起初被判定為有風險的斜坡,數位高程圖顯示它其實是平緩的坡度。二維影像讓地形看起來比實際更危險。更好的資訊,可以把謹慎停下改變成安全路線。
這項演練持續了 20 天,包含每日資料下傳、技術檢查,以及在嚴苛環境中執行的操作程序。其中一天的測試受到降雨中斷。那次中斷發生在地球上;在火星上,更大的挑戰將是讓完整的指令流程,配合真實地形和通訊系統運作。

控制室裡的一個早晨
如果這些程序在愈來愈貼近實際的測試中仍維持可靠,Rosalind Franklin 團隊就能把更多火星任務操作時間,用來選擇鑽探和分析的地點,而不是手動操控探測車繞過每一個障礙物。在杜林的控制室裡,一名地質學家或許會在早晨先查看探測車全景影像和雷達訊號,核准一個目標,接著發現探測車已在夜間自行穿越一段安全地面。
這個未來取決於 Rosalind Franklin 預計在 2030 年登陸後,數個部分能否共同運作:探測車、儀器、指令鏈、自主導航,以及透過 ExoMars 微量氣體軌道器進行的通訊。下一次預定在 2027 年夏季進行的野外測試,將加入涉及該軌道器的挑戰。
因此,這項轉變並不是從人類轉向機器,而是從人類操控每一公尺,轉向由人類決定探測車應該研究什麼,同時讓軟體處理附近的移動。如果系統能維持運作,帶來的好處就是讓科學團隊有更多時間處理只有他們能回答的問題。但每日的科學—指令流程和自主導航,首先必須在實際的火星通訊與地形條件下維持可靠。