“它需要下降100英尺而不是下降。

忘记飞机上的蛇;一个新项目正在研究外星地形上的蛇。

一条滑行的蛇可以在冰冷的卫星中探索极端地形,如土星的土卫二,根据美国宇航局喷气推进实验室(JPL)在加利福尼亚州的团队成员的说法。土卫二以其冰冷的地壳喷水而闻名,是在太阳系中寻找生命的最佳地点之一。

为了在皱巴巴的月球表面导航,Exobiology Extant Life Surveyor(EELS)旨在使用串联的几个旋转段,像蛇一样扭曲和弯曲自己,穿越漫游车和其他敏捷着陆器无法通过的地形。

JPL EELS团队正在使用“启动”的心态来迅速推进该项目,该项目处于早期阶段,尚未获得资助任务的批准。“快速构建,经常测试,学习,调整,重复,”官员周一(5月8日)在JPL网站上的帖子中说,并添加了蛇形机器人的怪异视频。

EELS在加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室的火星堆场进行测试。(图片来源:NASA/JPL-Caltech)

EELS上的旋转段包裹在螺纹中,用于在各种表面上推动自身。EELS独立移动这些部分的蛇状能力使机器人能够对狭窄空间的范围施加压力,攀爬或下降传统设备无法到达的区域。

“它有能力去其他机器人无法到达的地方,”sid EELS项目经理Matthew Robinson在JPL声明中说。“虽然有些机器人在一种特定类型的地形或其他地形上更好,但EELS的想法是能够做到这一切。

EELS经历了几次迭代,研究团队测试哪种材料和设计规格最好。该机器人的当前版本由10个旋转段组成,由更宽的8英寸(20厘米)塑料螺钉推动,用于在较松散的地形上进行测试,以及更锋利的金属螺钉,用于在结冰条件下获得牵引力。

到目前为止,该团队已经在几个具有挑战性的环境中测试了EELS:溜冰场,JPL用于漫游车训练的沙质火星场,甚至是南加州滑雪胜地的“机器人游乐场”设置。

EELS 于 2023 年 2 月在南加州山区的一个滑雪胜地由 NASA 喷气推进实验室的成员进行了测试。(图片来源:NASA/JPL-Caltech)

机器人的头部将配备摄像头和激光雷达,以帮助EELS分析和穿越不同的环境,其中一部分涉及创建周围环境的3D地图。为了测试这一点,EELS研究人员将蛇机器人头部的原型降低到冰川裂缝中,这与鳗鱼在其主要目标之一土星的卫星土卫二上可能遇到的冰川裂缝没有什么不同。

土卫二是一颗冰冷的卫星,环绕着我们太阳系最突出的环状行星。它的表面覆盖着被称为虎纹的长裂缝,从数英里厚的冰层下的海洋喷出水柱。这些射流以如此强大的力量排出,以至于土星环之一由从土卫二轨道喷射的冰粒组成。

美国宇航局的测量已经在这些羽流中检测到了大量的有机物质,航天局已经将土卫二作为我们太阳系中能够支持生命的行星体的主要竞争者。美国宇航局将指望鳗鱼在土卫二的表面冰层中蠕动以寻找证据。

从美国宇航局卡西尼号任务的角度来看,土卫二的羽流可能在它们的水中携带微生物。(图片来源:NASA/JPL-加州理工学院/空间科学研究所)

除了高度机动之外,鳗鱼还需要完全自主。平均而言,无线电信号大约需要1.5小时才能穿越土星和地球之间的距离。

这种时间延迟意味着鳗鱼需要解释其周围环境,评估可能的危险,识别可能的行进路线,区分和选择收集数据的目标,甚至从意外事件中恢复 - 所有这些都是完全自主的。EELS 团队在 2022 年开始每月进行硬件和软件测试,主要是为了提高其独立技能。

“机器人必须弄清楚这条路是什么,并试图遵循它,”JPL的EELS项目自主负责人Rohan Thakker在同一份声明中说,并补充说,“然后它需要下降100英尺而不是下降。

鳗鱼和其他土卫二着陆器将不得不在冰冷的月球上穿越极其崎岖的地形。(图片来源:NASA/JPL/空间科学研究所)

EELS 也可能比土卫二更靠近家。JPL团队预计EEL的适应性对于地球上研究冰川和洞穴等环境的研究人员很有用。它还可以转向探索月球和火星等更近星球上的地下熔岩管和其他地下地质特征。

除了导航传感器外,没有其他科学设备使用EELS进行测试。“到目前为止,我们的重点是自主能力和机动性,但最终我们将研究我们可以与EES集成哪些科学仪器,”罗宾逊说。

目前,鳗鱼有10节变体,重约220磅(100公斤),长13英尺(4米)。在机器人的最终设计中,将使用多达48个执行器,使EELS比当前版本具有更大的灵活性,并为研究设备和日益复杂的配置提供了空间,以导航无情的地形。

虽然目前还不清楚EELS或类似技术何时可以飞往土卫二,但2022年最新的行星科学十年调查表明,土卫二将进行旗舰“orbilander”任务,这意味着轨道器和着陆器的组合。着陆器可以在地面上持续长达两年,并将在2050年代到达,假设任务计划在本世纪20年代后期开始认真进行。然而,天王星及其卫星被列为更高的访问优先级。