一个不靠轮子滚动、而是靠跳跃前进的独腿机器人,可能帮助科学家探索土星卫星恩克拉多斯上的冰冷间歇泉,从可能适宜生命存在的隐藏海洋中采集样本。
这项早期任务概念名为LEAP——即“平原跳跃式探索”的缩写——设想了一个大约一英尺高、两磅重的机器人。不像火星车那样靠轮子行驶,LEAP将利用弹簧驱动的腿、一对轮子和内置的“反作用轮”来滚动、直立起来,并进行长距离的弧形跳跃。
由NASA创新先进概念项目资助,LEAP项目基于一个名为SALTO的现实原型。虽然它看起来像个小蹦蹦杆——或者皮克斯动画里那盏蹦蹦跳跳的台灯——但其跳跃方式其实是受松鼠启发。(如果这还不够可爱,想象一下科学家用高速摄像机拍松鼠,记录它们跑自制跑酷赛道的数据,而小家伙们在赛道上穿梭。)研究人员去年把成果发在了《科学机器人学》期刊上。
这个跳跃机器人能不能到土星,还得看几年后怎么选任务。但你可以在这篇报道下方NASA刚发布的新视频中,观看这个小机器人的表现。
土卫二已成为寻找地外生命的首要目标。在其明亮的冰壳之下,是一片全球海洋。在南极附近,被称为“虎纹”的深裂缝以冰粒和气体羽流的形式将海水喷入太空。这些喷流给科学家在外太阳系带来了难得的好处:他们无需钻透数英里厚的冰层,即可采样海洋物质。
要到达这些喷流可不容易。周围那片地方看着又碎又坑坑洼洼,有陡峭的山脊、碎裂的冰原和粉状物质。其他办法,比如飞行器,也有局限,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校机械科学与工程助理教授贾斯汀·伊姆表示。
“传统漫游车在这种崎岖地形上可能走不动。飞行也有自己的麻烦,”伊姆在2025年NASA创新先进概念研讨会上说。“土卫二没有大气层,用火箭推进可能会弄脏样本。所以在这种情况下,我们发现跳跃特别有戏。”
由于土卫二的重力极弱——大约只有地球的八十分之一——一个相对较小的推力就能让物体飞得很远。研究人员估计,LEAP 一跳能飞大约 560 英尺——差不多有两个美式足球场那么长——还能蹦到大概 300 英尺高。
与地球相比,每次跳起来都跟放慢镜头似的。能在空中待这么久,正是设计的关键。这样一来,机器人就能在半空中直接穿过羽流。一跳能持续差不多一分钟,其中有几秒钟会泡在冰冷的喷流里。
这段时间里,机上的仪器就能分析冰粒、测成分,还能抓拍羽流活动的数据。别以为腿越多跳得越好,其实不一定,Yim 说。
“一跳是个很了不起的数字,特别是有个天大的好处,能让你把动力集中在一个超强又简单的设计上,”他在去年的研讨会上说。“多条腿确实有好处,比如能坐能站,但轮子也能干得一样漂亮。”
他说,LEAP的两个轮子和一条腿让它有三个接触点,这让它在那姿势下也站得稳。
这机器人八成会搭个大航天器去土卫二,先绕月球飞几圈再降落,这玩意儿通常叫“轨道着陆器”。从那儿出发,LEAP能展开行动,在喷口间蹦来蹦去,还能跑出着陆区。
但在任何任务成为现实之前,工程师们仍需证明该系统能够承受恩克拉多斯(土卫二)的极端寒冷,温度低到约零下330华氏度(约合零下201摄氏度),并测试它的“脚”在陌生冰面上怎么走。大部分开发工作只能靠模拟和实验室测试来搞定。
“想在地球上模拟出恩克拉多斯的那种环境,难度不小,”Yim说道。“那儿冷得不得了,而且我们在那儿碰到的冰粒,八成跟地球上的自然冰完全两码事。”
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.