如何在小行星上跳躍

讓微型漫遊車在低重力下移動需要一些認真的獨創性

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上週,我們欣賞到了來自小行星162173龍宮表面的一些驚人影像。感謝日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的隼鳥2號任務,目前在這個古老天體的表面上存在著一對微小的“漫遊車”。

這些名為MINERVA-II1A和MINERVA-II1B的機器只是被帶到龍宮的真正卓越(且略微令人眼花繚亂)的科學探索裝置陣列的一部分。還有2個額外的著陸器式漫遊車裝置,有紅外和可見光相機,有一個返回地球的樣本返回系統和艙體,有一個撞擊器(用於從小行星表面釋放樣本),有5個豆袋狀的“標記”物體被投放到表面以用於導航目的,還有一個雷射高度計...等等。

如果隼鳥2號是一輛汽車,你會說它滿載了所有可選的額外配置。這是一張包含一些裝置的圖表


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來源:JAXA

目前部署的漫遊車是小的圓柱形物體,在地球上重約2.4磅。它們覆蓋著太陽能電池板和尖刺,以防止它們在小行星的風化層中埋得太深,它們實際上可以四處移動。但是,在像龍宮這樣小的天體(直徑僅約一公里)上,表面重力非常微弱,提供的向下加速度約為每秒每秒0.0001米,或約為地球引力的0.001%。

這種微弱引力的挑戰在於,傳統的輪子或推進器很可能會使漫遊車在最輕微的轉動或噴射下飛入太空。礫石和多塵的表面也增加了被困住的可能性。

那麼MINERVA漫遊車的答案是什麼呢?一個內部電動機驅動一個“扭矩器” - 基本上是一個旋轉和停止的小圓筒,向漫遊車施加一個大小相等方向相反的力。它位於漫遊車內部的一個轉盤上,因此跳躍的扭矩可以沿任何方向施加。一旦漫遊車跳起,它就會遵循一個彈道軌跡(想想高中物理),一個漂亮的弧形路徑,使其再次降落在新的位置。

在任務的其他移動要素中,額外的漫遊車MINERVA-II2(至少我認為這是它的名稱,JAXA在為其產品命名方面和蘋果一樣糟糕),實際上在其小身體中塞入了4種不同的移動方式。其中包括一個“葉片彈簧屈曲機構”,聽起來即使有點維多利亞時代風格,也令人興奮。

為隼鳥2號投入的工程人才與任務的科學目標一樣令人著迷。我還發現它與許多美國或歐洲任務採用了一種截然不同的哲學方法 - 充滿了想法,精巧的裝置,以及一種隨遇而安的做事方式,帶有備用工具和活動以及複雜性。考慮到小行星環境在很大程度上是未知的領域,這感覺像是追求探索冒險的好方法。

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