下一代太空探测器进行杂技表演,看起来像中世纪的武器

带刺的太空球被昵称为“刺猬”,尽管它们更像是体操运动员,会在月球和各种小行星的表面跳跃和翻滚。

美国宇航局过去几次火星探测车是友好的机器人,有着头部一样的桅杆和作为眼睛的摄像头,很容易被拟人化和喜爱。下一代可能不那么可爱了——它们看起来像一个中世纪的战锤

火卫一探测器是斯坦福大学、麻省理工学院和美国宇航局喷气推进实验室研究人员的新概念。这艘宇宙飞船将访问火星的卫星火卫一,或者可能是一颗小行星。然后,一个或多个锤球探测车将从母船(母船将留在轨道上方)部署,并在月球或小行星的表面跳跃和翻滚。斯坦福大学航空航天学助理教授Marco Pavone提出了这个想法,并将这些跳跃探测车昵称为“刺猬”(这肯定比锤球的名字更令人振奋)。

跳跃者是未来行星探索器的首选设计,因为它们可以覆盖比火星车更多的地形,并且可以轻松穿越峡谷和其他危险区域。有了跳跃者,你就不会遇到车轮卡住的问题,就像葬送了美国宇航局的“勇气号”火星探测车一样。麻省理工学院和德雷珀实验室有一个竞标谷歌月球X大奖的原型月球跳跃器:地球月球和低重力模拟器,或称Talaris。它使用涵道风扇和压缩氮气来悬停和跳跃。

在火卫一上,这些“刺猬”跳跃不需要太多能量——火星卫星的引力场比火星弱1000倍——所以它们的惯性旋转会轻松地推动它们前进。工作原理如下:据斯坦福大学新闻服务描述,火卫一探测器大小如咖啡桌,有两个伞形太阳能电池板,它将飞往火卫一并绘制月球地形图。几个月后,它将一次部署五个或六个“刺猬”,每次间隔几天。宇宙飞船将相互通信,以确定每个“刺猬”的位置,并确定它下一步应该跳到哪里。

每个“刺猬”包含三个盘子,可以在所有三个轴上旋转,以不同的速度旋转它们会产生惯性力,使其移动。快速旋转可以引起跳跃,而更快地旋转则会使它们在表面上弹跳。轻微的车轮旋转会使“刺猬”稍微翻滚。为什么会有尖刺?它们可以确保“刺猬”在任何地形上都能获得抓地力,无论是坚硬的岩石还是松软的沙地。

将全球视角与地面测量相结合,这在美国宇航局的火星计划中效果相当好,而这个项目也将以类似的方式运作。火卫一探测器可能会测量化学元素,而“刺猬”可能会用显微镜或其他工具研究地形。所有这些将有助于科学家们更多地了解火卫一的过去。

这还可以为太空计划带来更广泛的好处。由于引力场较弱,火卫一可能是人类访问者的一个方便的第一个目标。这项任务将提供更多关于这颗卫星的信息。

斯坦福大学团队已经有一些“刺猬”原型,并将使用起重机测试最新的原型,以模拟较低的重力。面粉将作为小行星尘埃的替代品,研究人员还将带来岩石和泥土来模拟火卫一。这是NASA创新先进概念计划的一部分,该计划已经催生了许多其他我们希望看到的创意。该团队计划在今年春季的会议上发表一篇描述该概念的论文。

斯坦福大学新闻

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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