NASA 反璞归真,取机械和摩斯密码智慧打造金星探测器

作者 | 发布日期 2017 年 08 月 30 日 14:48 | 分类 天文 , 尖端科技 , 机器人
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【Technews科技新报】和充满希望的火星、土星相比,金星就像一个不欢迎人类前往的酷热炼狱,过去寥寥数台造访金星的太空探测器,有的还没碰到它就魂飞魄散,有的就算成功扑到它怀里,也顶多只撑了 2 小时。现在,NASA 反璞归真,从机械电脑(Mechanical computer)和摩斯电码(Morse code)等旧技术取得灵感,准备打造一台可于金星地表撑过一年半载的机械型机器人“AREE”。



尽管金星和罗马神话中的爱神维纳斯同名,也是个有毒的维纳斯。金星表面被一层浓云包围,组成浓云的成分是有剧烈腐蚀作用的浓硫酸和少量盐酸、氢氟酸。到目前为止,还没有任何探测器可长时间承受金星表面的极端条件,保持最长纪录的是苏联于 1981 年发射的“金星 13 号”,它在金星表面 90 大气压、摄氏 457 度的状态下运作了 127 分钟。

苏联对金星探测的贡献最大

金星虽然是地球的姊妹星,但直到 20 世纪晚期,美国与苏联才开始有一系列将太空探测器送往金星的计划。最早对金星发射探测器的是苏联,于 1961 年发射了“金星 1 号”探测器,但却在发射 10 天后通信中断, 无法得到探测结果;1962 年美国发射“水手 2 号”飞越金星后,以微波和红外线进行探测并拍摄图像,人类始知道金星的表面温度非常炽热,约摄氏 462 度,足以熔化金属铅。

1965 年苏联发射“金星 3 号”,是第一台成功登陆金星的探测器,但通讯系统在可以传回任何数据之前便失效;直到 1970 年,能抗高压并配有较小降落伞的“金星 7 号”在金星表面着陆,传回微弱讯号。

此后,苏联又相继发射了 9 个金星计划的探测器,1975 年发射的“金星 9 号”是第一台成功环绕金星、第一台成功从金星表面传回科学数据的探测器,它配备的循环冷却系统使其得以在金星表面运作 53 分钟,测量到金星的云层分布约 30~40 公里厚,高度约 30~35 公里;云的成分包括盐酸、氢氟酸、碘、溴等化学物质;表面大气压力约 90 大气压;温度约摄氏 485 度。

而“金星 9 号”也是第一个传回黑白影像的探测器,它显出金星表面并无明显灰尘,布满 30~40 公分不受侵蚀的岩石,人类终于一窥维纳斯容颜;到了 1978 年,美国的“先锋金星号”以雷达讯号穿透云层,制作出第一幅详细的金星地图;1989 年发射的“麦哲伦金星探测器”获得 98% 金星地表资料,绘出前所未有的立体地图,让人类知道金星地形主要由火山活动形成,金星有 167 座火山比地球最大的火山还要巨大,且至今都很活跃。

这些探测器都配备高级又复杂的电子设备,但终究在高温下熔化或被辐射破坏、被大气中的硫酸腐蚀。为了打破这项局限,NASA 喷气推进实验室工程师乔纳森·索德(Jacathan Sauder)反向思考,既然电子设备无法存活,何不改用机械动力和摩斯密码来进行行动计算?于是几乎完全依赖机械系统而非电子设备的极限环境自动探测机“AREE”(Automaton Rover for Extreme Environments)由此诞生。

▲ AREE 设计原理图。(Source:NASA

AREE 将借由风力涡轮机驱动前进动力,并利用坦克履带移动。而没有电子设备,该如何将科学数据传出去?工程师说,可以借用另一项古老技术摩斯密码(Morse code)的智慧。AREE 的雷达反射活塞会上下移动,将收集到的地表数据“打成”摩斯密码,中继太空探测器再从远方轨道读取信号灯般的讯号并传回地球。

根据《中国新闻网》专访 Jacathan Sauder 指出,目前 AREE 已收到 NIAC 第二阶段资助,研究团队正在进行运动系统的下一步研究,很可能会将坦克履带设计换成轮式设计。

(首图来源:NASA

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