资讯首页   焦点新闻   国内新闻    国际新闻   产经新闻    深度解读    技术前沿   航天政策法规     视频    

NASA受折纸启发研制可搭载巡视器的微小型机器人

时间:2017年03月29日 信息来源:国防科技信息 点击: 【字体:


nasa-tiny-3d-printed-puffer-robot-ultimate-mars-rover-sidekick-2.jpg

[据NASA网站2017年3月21日报道] 美国国家航空航天局(NASA)计划为未来深空探测巡视器配备一个“侦察兵”。 


NASA喷气推进实验室(JPL)受折纸启发,正在开展“弾立式平面可折叠探测机器人”(PUFFER)研究。机器人凭借轻量化设计,能通过翻折其轮子变成近平面构型,在巡视器无法行进的空隙中爬行。 


近一年半来,PUFFER已在一系列崎岖地带完成了试验验证。试验地点既有加州莫哈韦沙漠,也有南极洲的雪山,都是陡坡或沙丘等对于当前巡视器来说,运行风险较大的地形地势。 


PUFFER可攀爬45°斜坡,进入悬岩下方,甚至进入火山口中开展探测任务,是大型巡视器的强力助手。 


折叠的PUFFER像卡片一样,可罗叠在一起,待开始探测任务之前再展开。 


PUFFER不但能完成与巡视器相同的科学探测活动,提升探测效率,还能在巡视器难以到达的区域进行探测。 


PUFFER既能够用于火星探测任务,也能够在地球上执行一些特殊任务。 


JPL科学家卡洛琳·帕彻塔(Carolyn Parcheta)将便携的PUFFER比作罗盘或石锤,认为其在火山等特殊地形环境下具有极强的应用前景,目前正在提供一些科学仪器指导意见。 


JPL采用印刷电路板研制PUFFER,使其携带更多电子设备,包括控制和基本仪器。 


电路板包括电子设备和探测器主体,全部都是在最初就集成在仪器,没有采用任何紧固件或其他零件,结构更加紧凑。 


为了便于攀爬斜坡,PUFFER共有两个轮子。两个轮子可折叠在PUFFER主体结构上方,使其进入狭窄缝隙中。PUFFER的尾部结构有助于探测器保持平衡,腹部的太阳能帆板能使探测器翻转并接受太阳能充电。 


PUFFER搭载一个高分辨率微缩成像仪,能够分辨尺寸为10微米的物体。 


完成PUFFER样机后,JPL开始进行实地试验。PUFFER不但成功攀爬了沉积岩斜坡,还钻到了悬岩下方的缝隙中。 


此次试验所选取的地形,主要为了模拟火星环境。在火星上,悬岩能够为有机分子提供庇护,使其免受辐射影响。火星斜坡一直吸引着科学家,也是火星探测的重点。 


PUFFER能利用携带的电池,在泥土路面连续行驶625米。PUFFER携带的仪器数量也会对行驶距离产生一定影响。 


JPL还为PUFFER配备了适宜雪地行驶的大轮子和鱼尾状平面尾部结构,完成了相应的雪地试验。 


未来,JPL将为PUFFER增加一系列仪器,使其能够采集水资源,或者开展周边环境化学成分光谱研究。PUFFER尺寸也会随之增大。 


目前,JPL已利用蓝牙遥控PUFFER行驶,未来将赋予其自主运行能力,使其能编队运行,开展科学探测活动。 


若干PUFFER可同时前往不同地点进行勘测,帮助巡视器快速选定最具探测价值的区域。 


JPL在研制PUFFER时,继承了许多“海盗”、“探路者”和“凤凰”等任务的技术。例如,PUFFER的主体结构覆盖一层诺梅克斯(Nomex),这是一种纺织品,曾用于“机遇”和“勇气”巡视器着陆时的气囊装置。诺梅克斯还具有较强的隔热性能,确保PUFFER免受高温影响。美国先驱电路公司已帮助JPL将诺梅克斯集成在可折叠电路板上。 


类似于PUFFER的小型探测器有望改变人类火星探测任务的实施途径。 


PUFFER是NASA“改变游戏规则”(GCD)项目中的一项技术,由JPL管理。


(作者:中国航天系统科学与工程研究院 李金钊)
返回顶部

新文章

门文章