书城工业技术遥远的使命——空间探测器
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第28章 形形色色的探测车

登陆月球、火星是人类共同的梦想。1970年11月17日,人类的第一辆月球车“月行者-1”号由苏联发射登陆月球,激动了地球人。美国第一辆载人月球车“巡行者-1”号, 1971年7月26日由“阿波罗-15”号搭载到月球。宇航员斯科特和艾尔文第一个驾驶“巡行者-1”号月球车在月面上颠簸巡视,震撼的场面至今记忆犹新。美国第二代火星车“勇气”号和“机遇”号,劳苦功高,但没有活过2010年。

21世纪是航天的世纪。新一代星际探测车即将发射,更新一代探测车等待人们的研发。各种新型探测车成为想象和智慧的象征。

漫游车

有钱的出钱,有力的出力。空间探索不仅是科学家的事业,也是全人类的事业。2008年,欧洲空间局拿出50万欧元,全球悬赏月球漫游车的概念设计。如果符合功能、技术和运行要求,并确定可能需要的费用和研制进度,欧洲空间局将不惜血本投资。这可是上百亿欧元的大出血。投标截止时间是2009年5月14日。

欧洲空间局接到了无数件设计图。法国几位中学生设计了一种像螳螂行走方式的漫游车。优点是采用支腿行走,可以减少行驶中扬起的尘土。

螳螂漫游车是按照仿生学的原理制造。16岁的高中生比尔说:“我们观察螳螂好几个月。有的时候解剖螳螂,研究它的身体构造、各种功能。我发现螳螂非常适合在月球生活。”月球上的地理地貌情况复杂,哪怕最平坦的路面也像地球的沙漠或戈壁滩,还有山丘、沟壑、环形山。以前的月球车都是轮式探测车,遇到巨石、沟壑就只能绕道而行,甚至望而却步。

螳螂漫游车有一套灵巧的平衡系统,模仿螳螂的动作,能深一脚浅一脚地前进,遇到一般的巨石和沟壑都不屑一顾,能一步跨过。螳螂漫游车有6条腿、传感器、液压和智能结构,伸缩性很大,可以放平甚至抬高。6条腿中只要有3条腿着地,仍然能够行走,而且保持身体平衡。

智能识别系统是螳螂漫游车的大脑。这只“螳螂”能根据摄像反映的图像和数据,判断前方和周围的环境,计算确定最佳行走路线,不走或少走冤枉路。在观察和摄像时,“螳螂”的复眼也发挥作用,合成三维立体图像。

信号传输系统应用了先进的激光技术、宽带多媒体技术。“螳螂”看见的一切,立即传回地球。专家根据发回的信息,指挥“螳螂”前进和工作。一个金发小丫头说:“螳螂,你先探测一下月球的心跳、呼吸和表情吧!我有机会要到月球做客。”

欧洲空间局的专家赞扬“螳螂”和同学们:“你们的发明很有创意。它不但能在月球上行走,也可以到火星和其他星球行走。它是一个万人迷。”

“乒乓球”机器人

“乒乓球”机器人?“乒乓球”机器人是谁?怎么从来都没有听到过呢?

想象力加知识更能创造。美国新墨西哥的冶金技术研究所有一位研究洞穴和石灰岩地形的研究室主任,他叫波士顿博士;另有一位麻省理工学院菲尔德太空机器人试验室主任,他叫杜伯斯基博士。两位工作上毫不相干的博士凑在一起,共同完成了一项非同寻常的的设计——“乒乓球”机器人。

博士认为,无论是美国第二代火星车“勇气”号和“机遇”号,还是“好奇”号火星车,都是一些带着轮子在火星上蹒跚前行的机器人。人们再也不能让那些火星车们傻跑了。我们设计一个不用轮子的、迷你型火星车。它们是一群蹦蹦跳跳地在火星上工作的小机器人。

每个乒乓球大小的迷你机器人,只有大约100克重。“乒乓球”机器人安装有小型电池、各种类型的传感器、分光计和微型照相机等。迷你机器人的内部还设置一组人造肌肉。这种聚合体制成的人造肌肉,在收缩过程中可以使机器人产生跳跃,速度大约为1米/时。

“乒乓球机器人”以军团入侵火星为主要方式。它们被装在一个个着陆器里,大规模空降到各个探测地区。成百上千的“乒乓球”机器人从着陆器里弹跳而出。它们团队协作,它们蹦跳前进,它们无孔不入。

最业余的探测器

目前,美国已经发展了两代火星车,正在研制第四代火星车。同时,科学家们也在开动脑筋,研制各种富有想象力、造型奇特的新型月球、火星的空间探测器。

2008年4月,美国谷歌公司和那个玩火箭的亿万富翁马科斯联合举办全球私人登月探测器竞赛,奖金3000万美元。反正马科斯有很多钱,在航天科技上好善乐施,现在又开始玩登月探测器了。登月探测器竞赛要求参加小组派遣探测器安全登陆月球,在月球表面上至少行进500米,向地球传送图像和数据。登月探测器竞赛到2015年底结束。

重赏之下必有勇夫。全球许多探测器爱好者、中学生、大学生,甚至航天专家也踊跃参加。目前,已有10支竞赛小组成为第一支月球探险队。各种探测器设计怪异、异想天开,想象力丰富。谁能最终赢得2000万美元的特等奖呢?谁能最终登上月球呢?

想象的翅膀

世界上最伟大的航天理论家齐奥尔科夫斯基准确预言了火箭能送卫星进入太空,但他没看见飞机也能进入太空。伽利略发明了天文望远镜,让星球和太空更亲近,但他做梦也想不到人类探测器能登上星球,甚至飞进银河系。美国电话大王贝尔是世界上第一位通信专家和伟大的发明家,但他没有想象过手机、互联网和电脑比电话更普及,更没想象过探测器与地球的星际通信最远的已达100亿千米。

想象力永远是成功的翅膀。幻想是人类创新、发展的动力。有幻想才有梦想,有梦想才有理想,有理想才有了各种探测器,才能登上月球、火星,才能飞向更遥远的宇宙空间。如果让我们来设计一个探测器,你想好了吗?