去年 12 月 NASA 宣布了兩項將于本世紀(jì) 20 年代中期發(fā)射的關(guān)于機器人任務(wù)的*極設(shè)想。*一個是彗星天體生物學(xué)探索樣本返回(CAESAR)，它會將一個相當(dāng)傳統(tǒng)的航天器發(fā)送到彗星上，獲取其核的一大塊帶回地球。第二個是來自約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室(APL)的 Dragonfly 無人機，它能像一個行星探測器一樣工作，只不過它不是像以往那些探測器一樣行駛在地面，而是飛行。
我們已經(jīng)看到無人機可以做令人驚奇的事情，不過也有很多無人機在嘗試做令人驚嘆的事情時出現(xiàn)了非常糟糕的情況。將一個完全自主的無人機送到超過 10 億公里外的外星世界，并期望它在沒有任何人類干預(yù)的情況下飛行幾年，這是非常有野心的，所以今天來看看 APL 到底在做些什么。
江蘇啟飛無人機（risingfly.com）
環(huán)繞土星運行的土衛(wèi)六 Titan 是一個吸引人的地方，因為在某些重要的方面它更像地球，而不是太陽系的其他地方。那里有點冷，平均地表溫度只有 94 開爾文，比地球厚 4 倍的大氣由氮氣和甲烷構(gòu)成，有著七分之一的地球引力。Titan 有趣之處在于它的甲烷循環(huán)很像地球的水循環(huán)，液態(tài)甲烷形成湖泊、河流、云和雨。還有一堆有機化合物被扔進了混合物中，這使它成為一個有趣的地方，可以尋找到非常原始的奇怪的生活。
卡西尼號在土星上的任務(wù)包括一個叫做 Huygens 的小探測器，它于 2005 年 1 月在 Titan 上降落。Huygens 大部分都是基于大氣條件設(shè)計的，但它成功地在 Titan 的表面著陸了一個多小時，并發(fā)回了表面的照片。
當(dāng)考慮到如何探索 Titan 的表面時，奇異特性開辟了許多創(chuàng)造性的選擇，而不是像火星那樣。Titan 的低重力和高大氣密度有利于飛行，這將使探索機器人比固定著陸器或漫游者更快地訪問更多的科學(xué)興趣點。過去，美國宇航局曾考慮過直升機、熱氣球和飛機之類的東西，但在過去的十年里，多旋翼無人機已經(jīng)成為可操縱和可靠的機器人飛行的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù) APL 的說法，Titan 實際上是「太陽系中最容易飛的四軸飛行器」。
Dragonfly 是以一個 300 公斤級的八角器設(shè)計為基礎(chǔ)的，這是種有發(fā)動機和螺旋槳的四軸飛行器。嚴格地說，具有八個獨立螺旋槳的傳統(tǒng)八角器將更有效。但 Dragonfly 必須安裝在高超聲速飛行器內(nèi)部，以便輸送到 Titan，而八角器的空間效率更高，同時保持大量的冗余。
Dragonfly 體積如此龐大的原因是它需要帶上自己的電源。Titan 離太陽太遠了，所以 Dragonfly 將依靠與好奇探測車在火星上使用的同樣的動力系統(tǒng)：一個放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器 (RTG) ，它將钚-238 產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為電能。RTGs 可以運行幾十年，對于深空飛行任務(wù)尤其有用，因為它們所產(chǎn)生的「廢物」熱量可以用來保持溫度。
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