NASA想用一群机器人蜜蜂来取代“机智”号直升机

知新了了 2024-07-03 12:40:47

就在几年前,人类终于首次实现了在另一个星球上的可控飞行。美国宇航局派往火星的“机智”号直升机出色地完成了这项艰巨的任务。它现在得到了应得的休息,直到有一天某个勇敢的人类探险家来把它捡起来,并把它放在某个博物馆里。

但是,如果NASA使用一系列类似蜜蜂的柔性翼机器人来探索火星地形,而不是四轴飞行器呢?这就是阿拉巴马大学亨茨维尔分校的Kang Chang-Kwon和他的同事提出的“Marsbee”提案背后的想法。该项目早在2018年就得到了美国宇航局高级概念研究所(NIAC)的资助 —— 让我们看看他们用它做了什么。

这个概念最初的灵感来自东京大学对蜻蜓状微型飞行器(MAV)的研究。它是为数不多的能够在地球重力下飞行的无人机之一,使用灵活的翅膀扇动。但它在火星上有用吗?

考虑到能否实现柔性翼飞行,火星与地球相比既有优势,也有劣势。在优势方面它有大呢?地球引力的一半,所以飞机起飞所需的力更小。然而,与地球相比,火星上的大气只有地球的1%左右,所以一架柔性机翼飞机要想产生这种力量,需要推开的大气要少得多。

最终,Marsbee项目第一阶段的一部分就是确定该方法是否可行。但为什么要这么做呢?机智号,当时被称为火星2020直升机,已经走上了在另一个星球上进行首次动力飞行的道路。虽然它成功地完成了既定的任务,但它也有几个缺点,包括相对较大的尺寸,这在星际旅行中是非常宝贵的,而且飞行时间只有3分钟左右。

显然,这两个限制都不是一个大问题,但一种更小更轻的柔性机翼飞机可以解决这两个问题。工程师们甚至有可能在“机智”号和“毅力”号一起行驶时所需的同一个空间里存放多个飞行器。但它们会起作用吗?

简短的答案似乎是“没有额外的技术开发”。设计建模显示出在成功启动Marsbee任务之前必须解决的几个领域的弱点。最大的障碍似乎是柔性结构(例如构成系统机翼的结构)如何与红色星球不确定的空气动力学环境相互作用。

其他的挑战还包括电池组的重量,以及引导和控制系统的开发,该系统既要能应对火星随机风的大气,又要保持足够小、足够轻,可以装在一个柔性机翼飞行器上。此外,在没有GPS的情况下指挥飞行将是一项挑战,而GPS在火星上还不存在。

目前,开发Marsbees的努力似乎被搁置了,至少在过去几年里是这样。随着“机智”号的成功,许多关于在这颗红色星球上飞行可行性的问题已经得到了回答。但随着技术的进一步发展和风险的降低,也许有一天我们会看到机器人蜜蜂在这颗红色星球上嗡嗡作响。

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