可以变身的机器人?NASA研究新型机器人来探索土卫六泰坦

2019-12-02 22:03:07

[摘要] 新型变形机器人可以让我们接触到从未有人踏足的遥远世界——包括土星附近的土卫六。工程师们目前正在加州nasa喷气推进实验室的一个机器人测试场测试这个概念。在shapeshifter的设想中,几个被称为“

新的变形机器人可以让我们触摸到从未有人涉足的遥远世界——包括土星附近的土卫六。

根据美国宇航局的“变形人”概念计划,微型机器人可以通过滚动、飞行、漂浮和游泳来移动。工程师们目前正在加州nasa喷气推进实验室的机器人测试设施中测试这个概念。

Nasa将该原型描述为“一个看起来像长仓鼠轮子上的无人机的精密装置”,但这并不重要。不管怎样,机器人不会参加选美比赛。相反,这种设计的关键在于它可以分成几个部分,每个部分都是一个独立的装有螺旋桨的无人飞行器。JPL的最终计划是让这些机器人组成一个由12架无人机组成的团队,而不是简单的飞行和翻滚。

在变形人看来,几个被称为“cobots”的自主机器人可以将自己组装成更大的精密设备。如有必要,cobot(每个无人机装备一个小螺旋桨)也可以根据任务要求独立或一起移动。它们的功能可能包括游泳、洞穴探险、在球面上飞行或滚动。

变形人是美国宇航局创新先进概念项目资助的几个项目之一(该项目旨在测试可能在几十年内对太空探索有用的先进想法)。根据美国宇航局的声明,虽然这些机器人可以部署到太阳系的几个目的地,但喷气推进实验室的首席研究员阿里·阿加认为土卫六是最理想的目的地。

在太空探索的历史上,只有一个探测器降落在土卫六上,那就是欧洲的惠更斯探测器。起初,它搭载了卡西尼轨道任务,这是一项由美国航天局和欧洲航天局联合进行的史诗般的太空任务。2005年,惠更斯执行了一项短期任务。结合卡西尼号在2004年至2017年间的长期观测,科学家们了解到土卫六是一个非常像地球的世界,两者之间的相似性相当惊人。在厚厚的橙色云层下,土卫六的液体循环与地球相同,但两者之间有一个关键的区别:与地球上的液态水不同,土卫六流动甲烷和乙烷。

关于土卫六,科学家们仍然有许多问题需要理解,包括那些可以用更多的地面飞行器来研究的问题。例如,一些研究人员怀疑火星表面可能有冰和火山脉(这些冰火山喷发的是氨或水,而不是岩浆);也许土卫六上有一些小洞穴,卡西尼在飞行周期中无法观察到。

阿加在一份声明中说:“关于土卫六表面的成分,我们只有非常有限的信息。我们只知道土卫六可能有岩石地形、甲烷湖和低温火山,但我们不确定。因此,我们想建造一个紧凑的多功能系统,可以跨越不同的地形,运载火箭。”

阿加建议,未来的任务可以携带一艘“航母”到土卫六表面,为cobots提供动力,并携带额外的科学仪器独立完成这项工作。Cobots甚至可以将着陆器一起从一个地方移动到另一个地方。

美国国家航空航天局的加利福尼亚喷气推进实验室正在测试cobots的原型。(照片来源:cobots)

阿加说,10只蜘蛛可以将惠更斯大小的着陆器(直径9英尺,或3米,349公斤)移动到不同的地方。土卫六的重力低于地球,大气密度高于地球。这些特点使土卫六成为一个理想的航空运输世界,这将为cobots在这个新世界的探索提供极大的帮助。

喷气推进实验室“变形金刚”项目的首席科学家杰森·霍加特纳(Jason hofgartner)在同一份声明中表示:“通常,一些最难到达的地方是最有趣的科学场所,因为它们可能是最年轻的地方,或者它们所在的区域在轨道上没有被很好地观察到。变形器非凡的多功能性将使我们能够进入所有这些具有科学价值的地方。”

变形器项目团队计划在2020年通过niac的第二阶段筛选申请更多资金。然而,当该团队准备新一轮的资金申请时,美国宇航局已经为土卫六的旋转翼飞行着陆器任务做了艰苦的研究和开发,这是一个名为蜻蜓的无人飞行器,旨在寻找生命的踪迹,计划于2026年发射。

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