[科普中國]-登陸金星：純機械漫游車或許行

帶有坦克踏板的第二階段AREE概念金星漫游車圖片來源：NASA噴氣推進實驗室

盛夏8月，地球的“兄弟”——金星，又起波瀾。

一份發(fā)表在《地球物理學(xué)研究：行星》雜志上的最新報告指出，模擬結(jié)果表明，遠古金星某一時期可能存在液態(tài)海洋，甚至可能存在過生命形式。因為那時金星上空覆蓋大量云層，足以使其表面降溫，維持海洋的存在。

一石激起千層浪。擅長建造各種新概念漫游車的美國國家航空航天局（NASA）的工程師們，又一次被推到聚光燈下。盡管著陸金星困難重重，令人望而生畏，但有探訪月球、火星、水星等光輝事跡在前，腦洞大開的他們或許真能建造出一種全新概念的漫游車，到金星上一探究竟。

談何容易

但要做到這一點談何容易。金星的表面溫度平均為464攝氏度，比距離太陽最近的水星表面還熱，傳統(tǒng)電子設(shè)備根本無法在其上工作。此外，金星的表面壓力為90個大氣壓，相當(dāng)于人身處3000英尺深海之下受到的壓力。

更令人沮喪的是，金星大氣上層蘊含硫酸雨，而地面又如此黑暗，太陽能發(fā)電的效率幾乎可忽略不計。

迄今唯一一個在金星表面生存過的航天器，是蘇聯(lián)于1982年發(fā)射的Venera 13探測器。它降落到金星表面一個平緩之地后，所有計算機都密封在一個鈦壓力容器內(nèi)，即便如此，它也只“存活”了127分鐘。

探測金星的想法一直盤旋在工程師的腦海，但大多數(shù)想法，本質(zhì)上與蘇聯(lián)探測器的思路如出一轍—將絕緣容器內(nèi)的電子設(shè)備與強大的空調(diào)系統(tǒng)連接，但動力來源可能是具有驚人放射性的钚動力斯特林發(fā)動機，而研制出一個此類系統(tǒng)，可能需要耗資數(shù)十億美元。

類似的常規(guī)方法不僅困難重重，而且昂貴并有潛在風(fēng)險。

另辟蹊徑

既然最大的問題是電子產(chǎn)品，那么，為什么不擺脫它們，制造一個純機械版的金星探測車呢？

這樣腦洞大開的創(chuàng)意，來自NASA噴氣推進實驗室（JPL）工程團隊。

他們希望了解能否在沒有常規(guī)傳感器、計算機或電力系統(tǒng)的情況下，建造一種全新概念的金星探測漫游車，這一項目也獲得了NASA創(chuàng)意高級概念（NIAC）計劃的資助。

工程師們?yōu)檫@種無需電子設(shè)備的漫游車取名為“極限環(huán)境自動車”（AREE），它將使用發(fā)條齒輪和彈簧等裝置，提供漫游車擁有的大部分功能，包括發(fā)電、儲能、感應(yīng)、運動甚至通訊。

研究人員指出，在電子產(chǎn)品無處不在的現(xiàn)代世界，我們對機械構(gòu)造的“實力”缺乏恰當(dāng)認(rèn)識。其實，早在兩千年前，古希臘人就構(gòu)建了堪稱世界最古老的天文計算機—“安蒂基西拉機器”，它不僅能預(yù)測未來某個日期太陽和月亮在十二宮圖中的位置，甚至還能借助由曲柄驅(qū)動的30多個相互嚙合的青銅齒輪，精確預(yù)測水星、金星、火星、木星和土星的位置和運動狀態(tài)。

隨后，在17世紀(jì)到19世紀(jì)，執(zhí)行各種算數(shù)功能的機械計算機也紛紛面世，并于20世紀(jì)40年代之后，廣泛應(yīng)用于火炮和炸彈的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中。

JPL的AREE概念金星漫游車，正是基于機械計算理念，來確保其能在高溫環(huán)境下運行數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年。

一舉多得

AREE項目領(lǐng)導(dǎo)者、JPL技術(shù)專家、機電工程師喬納森·桑德爾正帶領(lǐng)團隊實現(xiàn)這個理念?！斑@個項目的目標(biāo)，不是復(fù)制已經(jīng)完成或?qū)⒁瓿傻母邷仉娮宇I(lǐng)域的成果，而是提供一套目前沒有的解決方案，因此，可能需要很長時間才能開發(fā)出來”。

一旦開發(fā)出來，其應(yīng)用范圍也不僅僅局限于金星——它也能到太陽系其他地方，如木星衛(wèi)星那樣的高輻射環(huán)境“大顯身手”。即便身處地球，AREE也可以被派遣到炎熱的火山口或高放射性環(huán)境中取樣。

AREE的另一個優(yōu)點，是其能在非常高的溫度下接受徹底的滅菌處理，而性能不受影響。如此一來，如果科學(xué)家們在太陽系其他行星（比如火星）冰蓋下找到一個湖泊；或者在某處發(fā)現(xiàn)一些奇怪的生物在游動，就可以發(fā)送指令給這種無菌機械漫游車，讓它直接采樣，而不用擔(dān)心會造成污染。

現(xiàn)在，AREE已獲得NIAC第二階段的資金支持，得以持續(xù)研發(fā)。團隊正對運動系統(tǒng)進行更詳細(xì)的研究，其中包括將坦克踏板轉(zhuǎn)換為更強勁的輪式輪胎。

此外，工程師們還在研發(fā)高溫機械時鐘，這是所有自助機械計算機的基礎(chǔ)部件之一，桑德爾表示，他希望未來一年內(nèi)能建造完成并進行測試的雷達目標(biāo)信號系統(tǒng)，可以取得令人振奮的成果。他說：“我們迫不及待想去金星看看。如果這臺設(shè)備研制成功，它將成為人類見過的最具創(chuàng)造力的機器人之一！”

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