美国宇航局的这种蒸汽动力跳跃机器人可以探索太阳系的冰冷卫星

麻雀的机器人

在这位艺术家的概念中,麻雀机器人使用蒸汽推进来跳离其兰德家庭基地来探索冰冷的月亮的表面。来源:美国国家航空航天局/姓名

麻雀是一种蒸汽动力的机器人概念,可能有一天可能会在太阳系中的一些最危险的地形(和未知)中的一些最危险的地块跳跃。

蒸汽机运动可能听起来像是一种尘封的方式,但是当我们扩展到太阳系时,它可能会获得科学虚构的改造。

一个新颖的机器人概念正在研究美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室将使用蒸汽推进技术在这种结冰的地形上跳跃木星欧洲的卫星木卫二和土星卫星土卫二。这两处都被认为在厚厚的冰层下存在着巨大的地下咸水海洋。虽然这使它们成为科学研究的迷人目的地,但我们对它们表面的少量了解也可能使导航变得特别具有挑战性。

这就是“海洋世界的蒸汽推进自主检索机器人”(SPARROW)登场的地方。这个机器人大约有一个足球大小,由一个由推进器、航空电子设备和仪器组成的系统,被包裹在一个保护性的球形笼子里。为了保持研究环境的原始状态,SPARROW将不再使用火箭燃料,而是使用融化的冰产生的蒸汽,主要通过短推力在空气中行驶。在那些遥远的冰冷卫星上发现的那种低重力环境中,没有大气阻力使其减速,使其能够在其他机器人难以导航的地形上跳跃数英里。


美国国家航空航天局(NASA)正在研究一种跳跃机器人,它可以轻松地在太阳系冰冷世界的严酷冰川地形中导航。而这只是冰山一角。NASA 360着眼于NASA创新先进概念(NIAC),称为s.p.a.r.o.w,一种探索冰冻海洋世界的革命性方法。来源:美国国家航空航天局360年

“欧罗巴上的地形很复杂,”Gareth Meirion-Griffith说,JPL.机器人和概念的主导研究员。“它可能是多孔的,它可能被裂开,可能会有米高的尖牙” - 以地球上的高纬度地区形成的冰叶片 - “这将阻止大多数机器人在他们的轨道上。但麻雀有完全的地形不可知论;它有完全自由地旅行,否则居住地的地形。“

这个概念依靠着陆器作为“麻雀”的基地。在把水装到跳跃机器人身上之前,它会挖冰,把冰融化。然后,“麻雀”将发动机内的水加热,产生蒸汽,推动离开水面。当燃料不足时,跳跃机器人会返回着陆器获取更多燃料,同时还会丢下任何科学样本供进一步分析。

为了最大限度地进行科学调查,许多麻雀可以被派到一起,成群结队地聚集在一个特定的地点,或分开探索尽可能多的外星地形。

麻雀机器人探索冰冷的月球

这台计算机模拟显示了一组SPARROW机器人正在探索一颗冰冷的卫星表面。这种模拟的结果有助于科学家确定最有效的跳跃距离。来源:美国国家航空航天局/姓名

2018年,SPARROW获得了NASA创新先进概念(NIAC)项目的第一阶段资助,该项目培育有远见的想法,可能在未来的太空任务中使用。第一阶段研究探索总体可行性并提高技术准备水平(TRL)。有资格获得第一阶段资助的人可以提出后续的第二阶段研究。

对于麻雀,我的资金允许允许的不同水基推进剂系统的开发和测试可用于以最有效的方式生产蒸汽。此外,麻雀团队能够更好地了解球面机器人在通过使用计算机模拟降落混沌冰地地形时如何滚动,从而识别最有效的发射角度和跳跃的速度。

梅里恩-格里菲斯补充说:“通过这一点和相关的推进计算,我们可以确定,单次长距离跳跃比几次较小的跳跃更有效。”

NAS的空间技术使命董事会资助,负责制定原子能机构所需的新的跨领域技术和能力。

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