美國沙丘登月測試
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今年6月,NASA在人跡罕至的美國華盛頓東部摩西湖沙丘,集結了多種參與2020年“重返月球”計劃的遙控設備,模擬建設月球基地的步驟。“這次 的野外測試將是2020年登月計劃的重要組成部分”,NASA新聞發言人布蘭迪-迪安告訴《外灘畫報》記者。
在烈日和沙塵之間,兩名穿著笨重宇航服的宇航員駕駛著一輛有12個輪子的交通工具緩慢行駛,在到達一片類似施工工地—有起重機、有卡車—的區域之后,宇航員停了下來,在遍布沙丘的地面上艱難地走了幾步,來到兩個設計簡單卻忙碌不停的機器人旁邊,埋頭工作起來。
這一幕很像兩年前美國宇航局描繪的“重返月球”的圖景,只不過時間和空間都發生了轉移。2006年,美國宇航局提出“重返月球”計劃:即2020年再次登陸月球,建立月球永久基地,作為月球探測和向火星進發的前哨;2024年長期駐扎。
而文章開頭的這一幕情景發生在美國華盛頓州東部的摩西湖湖岸沙丘。這一帶沙丘密布,地形高低起伏不平,時常還有沙塵暴侵襲,地形特征和氣候之惡劣和月球不相上下。正因為如此,美國宇航局選擇了這里作為測試其月球探測系統的地點。
6月2日至13日,原本人跡罕至的摩西湖湖岸沙丘熱鬧非凡,多種參與2020年“重返月球”計劃的遙控設備齊聚一堂,模擬了一場月球基地的粗略步驟。
具體說來,這次測試的主導部門是美國宇航局探測技術開發部(ETDP),測試的主要目的是檢驗業已設計完成的人機系統,檢驗機器人、漫游車、貨車、起重機和宇航服等是否能在惡劣環境下繼續工作,而其中的部分設備在進行微小改進后將登上月球。
“2020年的登月、月球探測和建立月球基地等行動勢必面臨各種技術挑戰,而此次測試的目的是為了實地檢驗這些用于未來探測的遙控裝置的性能。”測試主管比爾?布魯斯曼(BillBluethmann)說。
至于這次測試的重要性,美國宇航局新聞發言人布蘭迪?迪安(BrandiDean)告訴記者:“每年我們都會做一系列野外測試,它們無疑都是2020年登月計劃的重要組成部分。”
12個輪子的概念車“戰車”
這次測試中,最新的技術成果當屬宇航員在月球表面的代步工具—月球卡車,科學家給它起名為“戰車”。這輛戰車由6對輪子組成,沒有門,沒有窗戶和座椅,也沒有頭和尾。
“說實話,我們開始設計時都覺得不可思議,”新月球卡車設計工程師盧西恩?將金告訴記者。他是在去年10月才接到設計新月球交通工具的任務,“他們叫我設計一輛和傳統汽車不一樣的新一代宇航員代步工具。”
傳統的交通工具都有四個車輪,包括正在服役的火星漫游車“勇氣號”和“機遇號”。但是它們服役后的情況證明發明一種有多余車輪的交通工具是非常必要的:當六個輪子中的一個出現故障時,其他五個輪子仍可以支持漫游車行走。
傳統車輛的第一排輪子決定了整輛車的行駛方向,但是在新的月球卡車中,每一對車輪都可以朝向各個不同的方向,而不用顧及其他車輪的走向。在月球凹凸不平的表面上,月球卡車隨時需要駛入彈坑,如果彈坑的坡面太陡,卡車可能會一頭栽進坑里,而像螃蟹一樣可以橫走和豎走的月球卡車可以側身滑入坑中。
戰車上還有一塊可以360度旋轉的底盤,宇航員站在底盤上操作方向盤。戰車進行裝卸貨物、充電等操作時,宇航員可以隨時觀察車身后部狀況。“而阿波羅號宇航員沒法倒退,因為他們不知道身后發生了什么。”盧西恩?將金說。
“戰車”從設計到這次測試還不到一年時間,但它在摩西湖湖岸沙丘的表現還不錯。美國宇航局新聞發言人布蘭迪? 迪安告訴記者,工程師們將在它頂部安裝一個加壓艙,用以延長宇航員駕駛漫游車的探測時間—當他們需要開車去一個較遠的區域做研究時,可以在加壓艙中生活數天。
月球貨車和起重機
本次測試中,兩輛蜘蛛形狀的月球貨車和一架起重機也同時亮相。
月球貨車全稱為“全地形六腿地外探測器”,簡稱ATHLETE,是“運動員”的意思。它們長著六條粗壯的爪子,在坑坑洼洼的沙丘上如履平地。每一輛月球貨車頂部都可放置15噸重的月球基地建設裝置,但它們仍可以在月球表面任意移動,抵達任何目的地。當在水平表面上行走時,ATHLETE機器人的車輪可加快行進速度;當遇到復雜的地形時,其靈活的6個爪子可以應付崎嶇陡峭的地形。
ATHLETE機器人移動的能量來源于太陽能電池板,最大行進速度可達到10公里/小時。雖然它的行進速度似乎有些慢,但能夠完全勝任周長僅1.1萬公里的月球表面勘測。
宇航員在月球表面建立基地時,單憑雙手無法完成重負荷的操作,月球起重機就有了用武之地。月球起重機的全稱叫 “月球表面操縱系統”,簡稱LSMS。它看起來弱不禁風,除了一個還算結實的平臺,就只剩下細長的桿子和幾根纜索。但它比我們在工地上常見的起重機有用得多。
通過纜索的作用,“它可以做到我們希望的任何事,既可以舉起儲氣罐大小的罐子,還可以把罐子準確地安放在地面位置。”月球起重機的開發和測試負責人約翰?道希(JohnDorsey)告訴記者。
雖然進行測試的起重機只是模型,但它的大小和承載能力都和實物相同。具體說來,月球起重機能承受100千克至 3000千克的通信和電力設施,甚至漫游車。為此,起重機的前臂得旋轉45度,升到距離地面9米的高度。不僅如此,起重機在地面上最遠可伸長7.5米。
這是第一代月球起重機在地球上的首次測試,設計者們只是采用了最便宜的鋁材料,而要在月球上工作,則需要將鋁材料換成更輕、硬度更高的碳氧復合物。
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