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科学家计划采用微型机器人寻找火星生命万芳

发布时间:2020-02-14 12:42:00 阅读: 来源:氧化铁蓝厂家

科学家计划采用微型机器人寻找火星生命

在3月3日出版的《宇航学报》(Acta Astronautica)上发表的一篇论文中,吉斯蒂提出,利用微型机器人对这些地下洞穴进行搜索是最佳选择,因为这样可以在最短的时间内进行最大范围的排查。

在2007年,美国宇航局的火星奥德赛探测器在火星表面发现了7个大型洞穴,非常大,也非常深,火星车可能很难进行考察。但火星奥德赛探测器的分辨能力有限,无法找到更小的洞穴系统。而一旦找到这样小一些的洞穴入口,就将成为火星车很好的考察目标。当然那样的话,这样的洞穴入口必须较浅,入口处也应该有平缓的斜坡可以让火星车行进。

吉斯蒂说:“我们已经派出多个机器人登上火星,有火星车也有轨道飞行器,但我们仍然仅仅考察了火星表面的很小一部分面积。”

而对于他的“机器人海战术”方案,吉斯蒂设想一种能滚能跳的机器人,暂且称为:“滚跳机器人”(Jollbot)。从地球向火星发射一个着陆器,一旦登陆火星,着陆器将释放出40~60个蜜蜂型微型滚跳机器人、它们可以自动导航移动,四散开去寻找洞穴并展开考察,就像在荒原上飞行的蜜蜂寻找安家的洞穴。

这种机器人对温度的差异非常敏感,由于洞穴内外的温度差,它变能感受到洞穴的存在。一旦找到一个洞穴,机器人会沿着最短路线返回登陆器,其遵循的路线被称为“蜜蜂路线”,这是一种生物学现象,蜜蜂外出后总是能够沿着最短的路径返回巢穴。随后,小机器人自动通过无线方式向着陆器上的主机传送自己的“发现”:洞穴的坐标位置,以及测量的温差数值等等。随后登陆器上的主机将汇总其他小机器人的探测数据并作出判断,是否对某一个洞穴进行详细考察,还是忽略它,继续进行搜寻工作。这样不用几个来回,主机就会累积到足够多的反馈信息进行分析,以便找出最佳的候选考察洞穴。

吉斯蒂解释说,这一方案最大的优点在于它不必过于依赖精密的编程设计,它们可以更加自由的移动,充分发挥它们的数量优势,在广泛的地面上展开考察,并且这样做的成本也更加低廉。更重要的是,进行这样的地毯式搜查之后可以锁定或排除大片区域,这样一来,在未来向火星发送价格高昂的精密探测设备时,就降低了它降落在科学价值不高区域的风险。他说:“并且,如果你弄丢了一个‘小爬虫‘,这没有什么,任务不会因此终止。”

在3月7日发布的一份报告中,一个由美国国家研究理事会召集的委员会曾经要求美国宇航局给与“火星天体生物学发现-收集者” (Mars Astrobiology Explorer-Cacher, MAX-C) 的执行以最高优先地位。这一项目是全部一系列三个项目中的第一个,这个计划旨在实现从火星表面进行土壤样本的取样返回。但报告同时也要求只有能做到将该项目的资金预算限制在25亿美元以内时才可以继续执行,这就意味着从现在本已十分紧张的项目预算中还要想办法砍掉10亿美元的预算。这样的预算压力给了吉斯蒂的设想很好的机会。

“探索火星最大的困难在于如何给在火星表面工作的机器人提供能源,”大卫 贝缇(David Beaty)说。他是美国宇航局喷气推进实验室(JPL)火星项目科学主顾。他说:“火星的表面积和地球上的陆地面积相当。从一个洞穴抵达另一个洞穴,这中间可能要走上数百公里的路。”

但贝缇表示,宇航局迄今并未开展任何有关蜜蜂型机器人设想的研究工作。不过他也认为,如果能证实吉斯蒂的机器人是能长期工作,动力系统是可靠的,那么这个设想还是很有潜力的。根据吉斯蒂目前的设计,派出50个这样的微型机器人在5天内就能覆盖完300个平米的地面面积。如果派出更多的机器人,给它们更长的时间,那么还可以对更广阔的火星地表展开考察工作。

吉斯蒂说:“接下来我将开始进行硬件设计,我将坚持不懈的努力工作,等待美国宇航局的下一次项目招标。”每隔两年,美国宇航局会进行一次火星探测项目的公开招标,很多很有创意的项目设计会入选,得到资助并最终实现登上火星的梦想。

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