相关文章  
  • 美宇航局公布6项世纪挑战项目
  • 国际视点:人类首次在太空站投放航天器
  • 国际空间站宇航员成功进行太空行走
  • 航天专家详解神七模样
  • 欧航局决定重建极地冰川探测卫星
  • 美探测飞船即将进入环火星轨道
  • 神七后年发射航天员太空行走
  • 阿丽亚娜火箭新年首次发射推迟
  • 日发射首颗红外天文卫星
  • 美卡西尼飞船听到土星雷暴
  •   推荐  
      科普之友首页   专利     科普      动物      植物    天文   考古   前沿科技
     您现在的位置在:  首页>>天文 >>航空航天

    未来微型飞船像一群苍蝇 十年内有望成现实

    sp;

      这些都是未来探索太空的情景。当美国宇航局正在努力准备派宇航员重返月球之时,美国各个实验室的科学家和工程师们正在自由地展开想像的翅膀,希望设计出新式太空飞行器,探索太阳系更远的星球。可是,就目前而言,科学家们要实现他们的太空探索梦想,必须具备两个条件:一是必须尊重物理学原理,二是必须有雄厚的科研经费。但随着新型材料的不断问世、智能软件的快速发展以及电子器件越来越微型化,过去那些被认为是稀奇古怪的想法,距离现实越来越近。 

      这些新型太空机器可能会掀起一场行星探索的革命,但它们的真正吸引人的巨大潜力可能在于这些太空飞行哭使用的仍然是传统的轨道飞行器、着陆器和在其他星球上漫步的机器人。有些它们:未来探索火星或月球,根本不需要宇航员到这些星球上执行危险的探测任务,因为这些机器人的工作能力和效果丝毫不亚于真人,它们甚至会自己安排自己的探索日程。派这样的机器人承担太空探索使命可能不会降低太空任务的成本,但每一次太空之旅都有可能完成更多的研究课题。 

      一次发射一支飞船部队 

      现在,美国宇航局一次典型的火星探索任务一般都是先从发射轨道飞行器寻找着陆点开始,大约16个月之后,再发射招待具体探索任务的着陆器和漫步者机器人。现在的飞行器能够完成重要的测量任务,但仅限于相对平坦的地形,所以它们的发现是有限的。这种局限性迫使科学家们只能进行长远打算,一次探索任务需要经过好多年才有可能完成。 

      位于帕萨迪那的加利福尼亚理工学院的物理学家沃尔夫冈·芬克(Wolfgang Fink)表示:“用这种方法你可以拍摄到某个星球的全景照片,也可以拍到火星的局部照片,但仅此而已”。在不远的将来,芬克博士、亚利桑那州立大学水文学家詹姆士·多姆(James Dohm)和其他两位同事预言,未来人类将采取“夹心蛋糕”式的行星探索方式。他们发表在《行星和空间科学》杂志上的论文描述说,将来,美国宇航局可以一次性发射多个体型小、造价低的机器人传感器与飞行器,它们之间可以做到密切合作,执行行星探测任务。不同的传感器可以探测不同的地形,它们彼此“沟通”,对不断变化的形势作出判断,无需等待远在亿里之外的科学家的指示。 

      符合这种探测战略要求的很多机器人其实已经在实验室中诞生了,这项研究由美国宇航局位于亚特兰大的先进概念研究所资助。史蒂文·杜波斯基和彭尼·波士顿研制的“小鸡”机器人便是其中的一例。在新墨西哥州索科罗矿业技术所负责洞穴与喀斯特地貌研究项目的波士顿博士对寻找其它星球的生命迹象极感兴趣,他希望通过鉴定微生物留下的矿石信号实现自己的梦想。 

      这就意味着要对古老的熔岩浮冰里的洞穴、裂缝和天然沟壑进行探测,上述地点不容易遭受幅射和腐蚀,里面的微型有机物也就更有可能存活。波士顿博士说,当今飞行器重点探索的其实也是这些地点。 

      十年之内有望变成现实 

      为此,她开始与麻省理工学院致力于研究以独特方式探索行星的杜波斯基博士展开合作。在二人的努力下,由微型燃料电池提供动力的网球大小的机器人诞生了。这种独腿机器人传感器在一个着陆器的配合下,可以跳入或滚到其他探测器很难到达的地方进行探测,而且彼此之间随时可以互换信息。由于采用“群发”的方式,这种探测器一次性部署好多个,这术意味着,即使某些微型机器人出现故障或跌落悬崖,太空任务仍会照常进行。而传统的探测器一旦发生严重的故障,整个探测任务就会随之流产。 

      早在几年前,这二人曾向美国宇航局提出一个名为“鹅妈妈”的火星探索建议:一个滑翔机式的着陆器搭载一个“漫步者”飞行器和一群球形机器人对这颗行星进行探测,寻找合适的着陆点。到到着陆点后,发射“漫步者”,让它在火星表面行走,并沿途撒下一群“小鹅”,让这些小家伙在自己的领域各自执行探测任务。这种设想听上去冒险太大,所以当年的宇航局管理层对此嗤之以鼻。但波士顿表示,自那以后,这种技术得到了长足发展。 

      由杜波斯基还设计出一种“箱式”机器人,它有6个机械臂,每个臂的末端装有轮子,相当于人类的手和脚。除了可以移动外,这些机械臂也可以像体操运动员一样抓举其它机器人,可以自我组装,有点象变形金刚。 

      其他的从空中探测行星的新奇机器人也已经进入了概念化阶段,其中包括大型软式飞船和安东尼·科洛扎的昆虫式飞行器“Entomopter”。 Entomopter在飞行时更像是一只昆虫,不象传统的飞船,它将用于探测诸如火星等大气稀薄的行星。到时候可以一次性派出好多个Entomopter,让它们替“漫步者”机器人或地球上的科学家侦察某颗行星的地表情形。科洛扎博士利用他在空气动力学如何影响昆虫飞行的研究成果,提出了将飞船小型化的概念,认为可以研制这种象昆虫一样的微型飞船。他说:“我们渴望完成一次大型的精彩的演出,这样的演出并不多。现在它已经由一个物理问题,变成了一个工程学问题。如果有关机构对此感兴趣,又有足够的资金支持,可能只需要十年左右时间,它就会变成现实。” 

      微型飞船自行举行“例会” 

      科洛扎博士研究昆虫式飞船的脚步并不会就此停下来。他还设计出一种利用新一代灵活塑料制成的太阳能飞行器,可以在更浓厚的大气层中飞行,可以在电流的作用下改变外形,相当于数字化的中枢神经系统。 

      这种飞行翼没有任何运动部件,但可以轻轻拍打机翼穿在大气层中飞来飞去。由于太阳能电池、无线电天线以及其它装置的表面可能被侵蚀,它们可以卷起放在宇宙飞船中发射升空,进入太空后再展开。为了有效地工作,所有的电子部件必须通过通讯系统连在一起,但相关软件又会允许自行作出决定。 

      比如,美国宇航局的第一颗“地球观测”卫星,它是为观测活火山、侦察野火和监测两极冰帽的而设计的。宇航局位于加利福尼亚帕萨迪纳的推进技术实验室的人工智能小组负责人史蒂夫·切恩表示,这颗卫星既能识别陆地的变化,也可以自行作出是否继续监测的决定。这种智能软件的未来版可被嵌入新一代机器人和轨道飞行器中,可以让这些机器人探测器具备自行举行“例会”的能力。如果杜波斯基的一个六腿机器人也参加的话,那么会议就只能站着开了,因为这个机器的腿太短,根本无法坐下开会。(杨孝文) 


    < 1 >   < 2

         

          设为首页       |       加入收藏       |       广告服务       |       友情链接       |       版权申明      

    Copyriht 2007 - 2008 ©  科普之友 All right reserved