坑洞探潜者：最新微型月球车能够揭晓月球地下世界！

行星 · 发表于 2020-12-2 08:53:02

　　北京时间12月2日消息，据国外媒体报道，月球崎岖表面分布着被称为坑洞的陡壁洞穴，这些地质结构也被称为“天窗”，可能与延伸远处的地下熔岩管相通，这些熔岩管是数十亿年前月球地质活跃期形成的。目前，科学家最新技术可使人类探索月球天窗、熔岩管和洞穴，这意味着未来不久人类就可以探索月球地下环境。
　　美国卡梅隆大学机器人研究所教授威廉·惠塔克（William Whittaker）称，如果人类可以进入月球洞穴，这里将成为月球表面免受辐射、极端温度和微陨石危害的避难所。
　　“未知之窗”
　　惠塔克是地外探索机器人设计领军人物，他说：“组装能在月球上探测深坑的短寿命机器人现已取得显著进展。”
　　他在9月份举行美国宇航局创新先进概念项目（NIAC）的一次网络会议上汇报了最新工作进展，据悉，NIAC现已资助研究团队设计移动机器人，它们未来可以探索地外星球的地下环境。

这是艺术家描绘的微型月球探测车勘测月球坑洞的情景。

　　惠塔克说：“月球天窗是通向月球表面洞察未知事件的一个窗口，微型月球坑洞探测车能在短期内承担探索任务，并且是一个可行方案，此外，在过去十年时间里，数以百计的月球天窗被发现，促使科学家产生未来人类进入月球坑洞探索的长期梦想。”
　　坑洞测试中
　　惠塔克和同事们正在忙于设计“坑洞漫步者机器人（PitRanger）”，这是一款微型月球陆地探索机器人，重量为15公斤。
　　研究人员在地球上模拟和测试了一个坑洞，从而充实机器人的设计和功能。据悉，该坑洞的摄影测量模型是依据美国犹他州西部沙漠天坑周围26个地点1万多张探索透视图创建的。这些坑洞深100米，宽75米。

犹他州西部沙漠天坑已成为微型探测车的训练基地，这些探测车被设计用于探索月球坑洞。

　　“坑洞漫步者机器人”配备一部远程相机和一个顶部太阳能板的平底锅装置，这种微型机器人利用一个面板倾斜设计将摄影头对准洞坑内部。他说：“执行月球坑测任务的探测车必须与以往的探测车有所不同，它们具备与小型登陆器兼容，能够穿过陡峭的坑洞，提供强大的计算功能，并获取所需的坑间图像。”
　　快速探测
　　惠塔克说：“微型探测车能够对月球坑洞进行勘测，获取坑壁、坑底、洞穴的图像，之后形成坑洞模型。”自动快速探测是一项关键技术，因为小型太阳能探测车不能携带地面远程操控的无线电装置进行监控或者引导。

在月球近侧的马吕斯山丘区域，一个巨大熔岩管打开了天窗。

　　此外，惠塔克还指出，月球探测车必须在月球单照明周期内成功完成任务，因为它需要太阳能作为驱动能量并加热。一个月球日相当于14个地球日，一个月球夜晚会持续很长时间，对于月球探测车仅有12天，而不是12年来完成任务。
　　微型探测车还配备智能软件，能对月球坑洞拍摄“最佳图像”进行裁剪和预处理，之后将这些精美图像传送到探测车系统进行建模。这款小型机器人会重复操作，多次返回坑洞获取更多的图像和测量数据。

进入月球坑洞可能非常危险，所以微型探测车必须小心谨慎。

　　探测车能够自动生成行动指令、计划和成像决策，从而下达指令占据高地俯瞰观测坑洞，每次抵达坑洞都会拍摄数千张图像，然后定期返回并下载至登陆器。平均而言，探测车行进的最高速度是每秒2.5厘米。
　　“斗牛犬”的特征
　　从月球登陆器发送的原始坑洞模型图像传输至地面后将进一步改善图像质量，惠塔克称，最终的结果将是一个高清晰度、3D图像质量的坑洞模型。

微型探测车可能需要多次机动操控，才能描绘月球坑洞轮廓。

　　他补充指出，通过平衡图像质量和探测车在坑洞旁遇到的风险，可以确定坑洞的俯视位置。在探测车每次俯瞰观测时，将在多个平坦/倾斜组合视度下获取图像，从而观察坑洞底部和四壁的状况。
　　惠塔克说：“所有的观测结果将获得令人惊叹、近距离观察月球坑洞轮廓的机会，这比绕月轨道飞行器实现更好的观测，月球坑洞除了能勘测月球地下环境，还是一个独特的科学分析窗口。坑壁是月球唯一可以观察的原始地质结构，它们是观察火山、地貌和更多地质特征的独特机会。”

与美国宇航局“好奇号”火星车的轮子相比，最新设计的月球探测车体积较小。

　　这将归功于微型探测车具有“斗牛犬”的特征，它非常顽强，或将揭晓月球坑洞的神秘面纱。惠塔克总结称，这有点像贝尔发明的第一部电话，随后掀起了通讯技术革命。（叶倾城）

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