新一代月球探测车或像飞碟一样漂浮移动

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【新唐人北京时间2022年01月06日讯】目前在月球和火星上使用的探测车都是真正的机械车,有四个轮子滚动行驶。麻省理工学院(MIT)的科学家最近成功地测试了一种新技术,让探测器像飞碟一样在空中漂浮移动。

像月球和很多小行星这些天体上没有大气的环境,无法像在火星和地球上这样使用直升机技术让探测器飞翔,但是这些天体有另外一个类似的特点。于是麻省理工学院的研究人员想到,利用这个特点、用另一种技术也可以实现让探测器漂浮移动。

介绍这项技术的论文2021年3月31日在线发表于《航天器与火箭学报》(Journal of Spacecraft and Rockets)。最近,研究人员造出一个盘状的模拟探测器,在实验室内模拟真空的环境成功地进行了试飞实验。

MIT在2021年12月21日发布的新闻稿中说,月球和其它小行星上没有大气的环境,无法偏转太阳风,这使得来自太阳风的粒子在这些天体上累积从而产生电场。这类电场的强度足以把这些天体上的尘埃抬升到1米高左右的位置悬浮在空中,类似人们的头发在静电的作用下直立起来的效果。

研究人员想到,如果使用迈拉(Mylar)材料制造探测器,使它带上和这些天体的地面所带的同种电荷,利用电荷的相斥力,就可以让探测器漂浮在空中滑动。然而这种作用力毕竟有限,只能抬升很小的飞行器。特别是天体越大,也就是小行星的体积越大,引力越强,所抵消的这种排斥力越多。

MIT研究组又想到给探测器配备离子推进器作为辅助手段。离子推进器是现在很多卫星上使用的动力引擎。它通过喷射离子束给物体提供推进力。

如何使用这种离子引擎还有两个小技巧。首先,他们设计让探测器的离子推进器喷射负电荷,这使得探测器自身带上正电荷,而月球表面所带的也是正电荷。这相当于增加了探测器自身的电荷量,从而增加了探测器与地面之间的排斥力。但是,这股排斥力还不足以让探测器从地面起飞。

工程师给探测器再配备一个离子推进器,这个推进器向地面喷射正离子,相当于给地面增加电荷量。按照他们的计算,这两部分效果——给探测器自身和地面都增加了电荷之后,在灵神星(Psyche)这样的小行星环境下,使用10千伏(kilovolt)的离子引擎,探测器和地面之间产生的排斥力足够把一个2磅重的探测器从地面抬升到离地1米的高度。要在月球的环境下把同样的探测器抬升到同样的高度,则需要50千伏的离子引擎。

研究人员认为,使用这种漂浮技术移动的探测车将来登陆灵神星和月球探索都可以有很好的应用,适用于各种地形,具有灵活移动的优势。主要研究者之一MIT太空动力实验室的航空学教授保罗·洛萨诺(Paulo Lozano)说:“有了悬浮的探测车,就不用担心轮子或机械部件(被卡住或撞上障碍物),因为小行星的表面很可能崎岖不平,只要有这个机制把探测车控制悬浮在空中,就能在各种地形上进行探索,而不用考虑躲闪任何障碍物。”

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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