新型變形機(jī)器人可以讓我們接觸到從未有人踏足的遙遠(yuǎn)世界——包括土星附近的土衛(wèi)六。
根據(jù)NASA的“變形者(Shapeshifter)”概念計(jì)劃，這種微型機(jī)器人能夠以滾動(dòng)、飛行、漂浮和游泳的方式移動(dòng)。工程師們目前正在加州NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)機(jī)器人測(cè)試場(chǎng)測(cè)試這個(gè)概念。
美國(guó)宇航局將這個(gè)原型描述為“一個(gè)精巧的裝置，看起來(lái)就像一個(gè)無(wú)人機(jī)被裝在一個(gè)拉長(zhǎng)了的倉(cāng)鼠輪子里”，但這無(wú)傷大雅，反正這個(gè)機(jī)器人又不是要參加選美。相反，這個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是它可以分成多個(gè)組件，每個(gè)組件都是一個(gè)裝備有螺旋槳的獨(dú)立無(wú)人機(jī)。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的最終計(jì)劃是讓這些機(jī)器人組成一個(gè)包含12個(gè)無(wú)人機(jī)的團(tuán)隊(duì)，而不僅僅只是簡(jiǎn)單地飛行和翻滾。
在Shapeshifter的設(shè)想中，幾個(gè)被稱為“合作機(jī)器人(cobots)”的自主機(jī)器人可以自我組裝成更大的精密裝置。如果有必要的話，cobot(每個(gè)裝備一個(gè)小螺旋槳的無(wú)人機(jī))還可以根據(jù)任務(wù)要求獨(dú)立或一起移動(dòng)。它們的功能可能包括游泳、洞穴探險(xiǎn)、在球形表面飛行或滾動(dòng)。
Shapeshifter是美國(guó)國(guó)家航空航天局創(chuàng)新先進(jìn)概念計(jì)劃資助的幾個(gè)項(xiàng)目之一(該計(jì)劃旨在測(cè)試在幾十年后可能會(huì)對(duì)太空探索有用的先進(jìn)想法)。根據(jù)美國(guó)宇航局的一份聲明，雖然這些機(jī)器人可以被部署到太陽(yáng)系內(nèi)部的幾個(gè)目的地，但噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的首席研究員阿里·阿格哈(Ali Agha)認(rèn)為土衛(wèi)六泰坦是最理想的目的地。
在太空探索歷史上，只有一顆探測(cè)器著陸過(guò)泰坦，那就是歐洲的惠更斯號(hào)探測(cè)器，當(dāng)初它搭載的是美國(guó)宇航局和歐洲航天局合作的史詩(shī)級(jí)太空任務(wù)——卡西尼號(hào)軌道任務(wù)。在2005年，惠更斯號(hào)執(zhí)行了短暫的任務(wù)，加上卡西尼號(hào)在2004年到2017年之間進(jìn)行的長(zhǎng)期觀測(cè)，科學(xué)家們了解到，泰坦是一個(gè)非常像地球的世界，而且兩者相似程度還相當(dāng)令人驚訝。在厚厚的橘色云層下，土衛(wèi)六有著和地球一樣的液體循環(huán)，www.whsntf.cn，但兩者之間有一個(gè)關(guān)鍵的不同：和地球上的液態(tài)水不同，泰坦上流淌的是甲烷和乙烷。
關(guān)于泰坦，科學(xué)家們?nèi)匀挥泻芏嗟膯?wèn)題想要了解，包括那些可以借助更多表面飛行器來(lái)進(jìn)行研究的問(wèn)題，例如：一些研究人員懷疑火星表面可能會(huì)有冰火山(這些冰火山噴發(fā)的是氨或者水，而不是巖漿);也許泰坦上還有一些卡西尼號(hào)無(wú)法在飛行周期觀察到的小型洞穴。
Agha在聲明中說(shuō)：“關(guān)于泰坦表面的成分，工業(yè)機(jī)器人維修，我們只掌握了非常有限的信息。我們只知道泰坦可能存在巖石地形，甲烷湖和低溫火山在，但我們并不確定。所以我們想過(guò)建造一個(gè)能夠穿越不同地形、可以搭載火箭的小型緊湊多功能系統(tǒng)。”
Agha建議未來(lái)的任務(wù)可以攜帶一艘“母艦”到泰坦表面，為cobots提供動(dòng)力，并攜帶額外的科學(xué)儀器獨(dú)立完成工作。cobots甚至可能可以一起把著陸器從一個(gè)地方移到另一個(gè)地方。
美國(guó)宇航局加利福尼亞噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室正在測(cè)試一種cobots原型。
(圖片來(lái)源：cobots)
Agha說(shuō)，10個(gè)cobots就可以移動(dòng)惠更斯號(hào)大小的著陸器(直徑9英尺，或3米，349公斤)到不同的地方。泰坦的重力比地球更低，大氣密度也比地球更大，這些特性使泰坦成為空中運(yùn)輸?shù)睦硐胧澜�，這將會(huì)為cobots在這個(gè)新世界里的探索提供巨大的幫助。
噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室“變形者”項(xiàng)目的首席科學(xué)家杰森·霍夫加特納(Jason Hofgartner)在同一份聲明中：“通常情況下，最難到達(dá)的一些地方就是對(duì)科學(xué)來(lái)說(shuō)最有趣的地方，機(jī)器人維修，因?yàn)樗鼈兛赡苁亲钅贻p的地方，或者它們所在的區(qū)域并沒(méi)有在軌道上得到很好地觀察，變形者非凡的多功能性將會(huì)使我們能夠進(jìn)入所有這些具有科學(xué)價(jià)值的地方。”
變形者項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2020年通過(guò)NIAC的第二階段篩選申請(qǐng)更多的資金。然而，當(dāng)這個(gè)團(tuán)隊(duì)為新一輪資金申請(qǐng)做準(zhǔn)備時(shí)，NASA早就已經(jīng)為泰坦的旋翼飛行著陸器任務(wù)做著艱苦的研發(fā)工作了，該任務(wù)是一架名為蜻蜓的無(wú)人機(jī)，旨在尋找生命蹤跡，計(jì)劃于2026年發(fā)射。