來源:NASA

  無論漫遊車被設計去探索什麼樣的世界,科學家們都傾向於將其設計成小型汽車的模樣,裝備有固定在軸上的旋轉輪子,但這種設計可能會很容易讓漫遊車陷入困境,就像“勇氣號”當年在火星上一樣。

  這就是爲什麼工程師們正在探索可以讓漫遊車在月球、火星或其他行星上移動的新方法。亞特蘭大佐治亞理工學院的Daniel Goldman實驗室就是正在研究這種新方法的一個團隊,在3月份于波士頓舉行的美國物理學會會議上,他們展示了最近關於機器人運動的實驗。研究人員正在防止未來的漫遊車遭遇與“機遇號”的孿生兄弟“勇氣號”相同的命運(勇氣號因爲卡在了沙坑中而與地球失聯)。

  “你可以看到,這個輪子不停地旋轉、划動和掃動,但無論它做什麼,它都不能自己走出來,”喬治亞理工學院(Georgia Tech)本科生席特哈爾特·施裏瓦斯塔瓦(Siddharth Shrivastava)在會上的新聞發佈會中談到勇氣號“遇難”時說。

  類似的問題可能也會在月球上出現,尤其是在科學家發現水冰的月球兩極附近。對於希望在月球上獲取飲用水或火箭燃料的太空旅行者來說,月球兩極是一個很有吸引力的目標,但月球兩極表面的塵埃和岩石似乎沒有阿波羅登月計劃着陸地點附近那麼堅固,這可能意味着尋找水源的漫遊車會像勇氣號一樣被困住。

  因此,該團隊爲一部擬議中的月球資源勘探車測試了多種新的移動方法,其中包括一種讓探測車能夠擡起每條腿、像人走路一樣向前擺動的方法。施裏瓦斯塔瓦說:“當它遇到危險的地貌時,它就可以啓動這種行走模式,同時還有輪式運動,像划船一樣划過去。”科學家們在一個可以傾斜的試驗檯上用一個漫遊車模型進行實驗,讓他們能夠分析所有相關的因素。

  施裏瓦斯塔瓦說:“探測車會滾動,在最糟糕的情況下,它會卡住,卡住之後,除了輪子會繼續轉動,探測車還會增加這種腿的運動,這種步態運行得很好,它與探測車所陷的深度無關。”也就是說,輪式漫遊車不會被淘汰:研究小組發現,旋轉的車輪和步行運動的結合比單純的步行運動更有效。

  在更傾斜的斜坡上,漫遊車可能會變得不穩定並翻倒。研究小組發現,在這些情況下,行走運動和旋轉車輪式運動的結合也能幫助漫遊車安全移動。這兩種運動會使探測車的前輪和後輪之間形成土堆,這些土堆會使探測車的前輪在斜坡上有更大的牽引力,使其將自己向前拉。

  然而,這種行動方式是要付出代價的:漫遊車也正在改變它所探索的環境。施裏瓦斯塔瓦說:“從本質上講,你是在有意地進行地形改造,以方便漫遊車行走。這與勇氣號和之前的漫遊車所做的完全相反,之前的漫遊車都有意地不去改變自己所處的地形。”

  儘管它們有異地風情的願望,但測試的漫遊車都會在一個大箱中練習它們的行走方式,這個大箱往往包含替代月球或火星風化層的物質:大桶大桶的罌粟種子,研究小組說,罌粟籽的大小非常合適的,而且有着不規則的結構,是模仿地外行星風化層的絕佳材料,而且它比其他的選擇更安全,因爲其他材料可能會進入空氣並損壞漫遊車。

  在新聞發佈會上,實驗室的博士生Andras Karsai說:“這些罌粟種子很容易碎,普通的石英砂如果卡在精密機器人的精密齒輪之間,那就會劃傷機器並造成損壞,而罌粟籽則要軟得多……通常它們都會被壓碎成細小的粉末。”

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