[圖文]科學家設想用充氣球登火星找生命 | 陽光歷史

 

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[圖文]科學家設想用充氣球登火星找生命

2016年09月09日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 109 次

科學家設想用充氣球登火星找生命(組圖)

  1、充氣「偵察兵」被置入火星研究實驗室搭載的盒子裡。登陸之後,盒門打開,一個內部彈簧將這些充氣球彈到火星表面。2、 這一動作同時觸發充氣球內的氙氣罐,使其釋放氣體並在這些「偵察兵」著陸前完成充氣過程。


科學家設想用充氣球登火星找生命(組圖)

  1. 每個充氣球依靠兩個太陽能發動機移動。2. 其中一個發動機負責擺動搖錘,改變充氣球重心,為前進或後退提供動力。另一個發動機負責轉彎,即使搖錘沿主軸傾斜。3. 一台可延伸的照相機和天線,負責收集火星表面數據。




  據英國《每日郵報》報道,2009年秋季,美國宇航局計畫發射其個頭最大的火星車——火星科學實驗室,研製成本高達18億美元(10.3億英鎊)。即使這個火星車能夠攜帶5倍於仍在火星上跋涉的「機遇」號和「勇氣」號的設備,但一組瑞典研究人員還是認為,如果在他們的幫助下,火星科學實驗室將能夠完成更多的任務。你可能認為他們的發明帶有很強的高科技色彩,但他們的設計卻建立在一個簡單的球形——一種帶有科幻色彩的充氣球——基礎之上。


  永不「翻車」  


  瑞典烏普薩拉市安格斯特朗航空航天公司(Angstrom Aerospace)首席執行官弗雷德裡克·布魯恩(Fredrik Bruhn)和他的小組打造一種可充氣的火星「偵察兵」,可幫助個頭更大且缺少機動性的漫遊者完成尋找微生物生命跡象的任務。每個充氣球直徑只有1英尺(約合30厘米),重11磅(約合5公斤),最長滾動距離可達到62英里(約合100公里)。它們能夠在任何角度拍攝照片同時收集土壤樣本。


  與輪式漫遊者有所不同的是,球形偵察兵永遠不會出現「翻車」事故,所需修理的發動機數量也更少。由於可自行減少內部壓力,便於在柔軟地面和沙地上滾動,它們不會因這顆紅色星球的複雜地形而身處困境。


  如何工作


  充氣機器人可以搭乘火星研究實驗室向火星進發,登陸之後,火星研究實驗室裝載充氣機器人的盒子將打開,後者會在一內部彈簧作用下滾落至火星地面。這一動作還將觸發充氣球內部的氣罐,使其在接觸地面前完成充氣過程。每一個充氣機器人將在兩個太陽能發動機驅動下滾動。其中一個發動機負責擺動搖錘以改變充氣球重心,為它前進或後退提供動力。另一個發動機負責轉彎,即使搖錘沿主軸傾斜,與直升機利用的是同樣的物理學原理。


  火星研究實驗室將扮演充氣機器人通訊中心的角色,負責獲取和傳遞來自每一個充氣球的信息,同時與地面控制人員保持聯繫。布魯恩說:「這一系統的優勢在於只需少量能量便可在岩石周圍活動。只要不降落在一個類似針床的表面,它們便能出色地完成任務。」如果在火星上獲得成功,這種充氣球技術可能被用於探索其它大氣層稀薄的地外世界,例如海王星的衛星海衛一「特賴登」或木星的衛星木衛二「歐羅巴」。


  令人洩氣的嘗試


  在瑞典研究人員之前,科學家便曾考慮在探索火星時派遣球形機器人。2006年,麻省理工學院工程師和科學家建議研製一種棒球大小的球形探測器。它們可在燃料電池驅動下朝任何方向跳躍,活動範圍可超過當前任何在火星登陸的機器人。除此之外,它們還可以探索漫遊者此前無法征服的偏遠多巖地帶。


  根據他們的想法,球形探測器能夠跳躍和滾動,觸角延伸到火星表面各處,並可在探測的同時收集科學數據樣本。但在測試過程中,這種玩具大小的機器人卻與行星漫遊者一樣,同樣未能征服大小與火星上類似的岩石,而岩石恰恰是火星地表的統治者。面對球形機器人無法逾越岩石這個障礙,科學家多少有些洩氣。


  但布魯恩卻自信地認為,他研製的充氣球機器人個頭更大,能夠勝任這項工作,即跳過沿途的障礙。在研製球形機器人方面,他的確創造過令人印象深刻的紀錄。他的公司Rotundus發明了GroundBot,使用同樣的搖錘機械裝置,現正在斯德哥爾摩一個港口進行測試性巡邏。


  通過設計一種輕型充氣殼,他認為4個火星充氣機器人的製造成本最低可控制在600萬美元(340萬英鎊)左右,這對於財大氣粗的宇航局來說自然是一筆「小錢」。他說:「我們需要的只是測試。」布魯恩計畫10月向宇航局官員展示他的設計。但問題是,宇航局會接納充氣球機器人並擁抱這種技術嗎?


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