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火星沙塵暴,機器人的自我清潔,能否實作?

2024-01-06軍事

太空任務,拯救機器人,從火星沙塵暴中拯救出來!

一些火星機器人長時間得到自然界的幫助擋開灰塵。

[美國航空航天局的火星著陸器遭受灰塵傷害負荷過重。](資訊寫於加州理工學院)

美國航空航天局火星觀察者著陸器上個星期在慢慢遭受灰塵傷害。機器人持續數月專為學習火星地殼運動而打造,動力逐漸減少25平方英尺,星期二(十二月二十一日)美國航空航天局宣布白天沒有聽聞來自著陸器任務失敗的官方發聲。

觀察者,是在平地上的著陸器,似乎對火星赤道南部的平原盆地不感興趣,在二零一八年十一月,超過預期任務持續兩年,直到許多人說無論什麽事情能否被完成都需要拯救這個原本完美健康的機器人,它一直在提供關於火星內部活動的開創性科學資料。

成本與收益

在一個推特上貼出關於觀察者的公司最終倒閉之前有六個星期,美國航空航天局解釋這是權衡面對工程師在計劃眾所周知布滿灰塵的火星任務的時候。

「人們經常說:我不能用我自己的方式避免灰塵傷害嗎(手帕、刷子等)?」這是一個失敗的提問,短暫的回答是這樣的,美國航天航空局寫在著陸器的推特賬號上,「一個系統像這樣擁有更多額外的模組和復雜性。以最簡單,最劃算的方式來實作我的指標是攜帶足夠大的太陽能電池板為我下達給它們的任務提供能量。(而且遠不止於此!)。」

沙塵暴季節

當發送著陸器到火星的時候,航天機構經常試著避免星球的沙塵暴季節,發生在火星北方的秋季和冬季周期,自從一年以來在火星持續了兩個地球年,大多數著陸器和漫步者,包括觀察者在內,經歷過多個沙塵暴季節。漫步者,現在在火星的第11年仍然很強大,看過不少沙塵暴季節,漫步者甚至讓累計變量塵埃的測量值在它的傳感器和甲板上,透露季節性纏繞和沙塵暴的真正情緒來幫助漫步者保持更長時間的行走。當這件事發生的時候,觀察者就沒有那麽好運,遭遇了火星自我清潔期。

無沙塵暴清潔期

美國航天航空局老一輩火星漫步者因沙塵暴自我清潔而出名。勇氣號和機會號,在特定的時間能夠繼續它的使命超過14年,超過設計壽命三個月的許多時間。那次破紀錄的任務在恒定的沙塵暴大清洗以及龍卷風活動中,擔當了一個重要的職責。在那之後,一個巨大的沙塵暴在2019年最後壓倒了小漫步者,結束了它破紀錄的發現之旅。

來自國際太空站的首席工程師,馬克•威廉士,現下重新考慮歐洲的外火星羅莎琳德•富蘭古連漫步者防禦沙塵暴的方法,觀察者似乎需要在一個特別的安全位置以防止沙塵暴移動。

[美國航空航天局觀察者著陸器因為沙塵籠罩它的太陽能電池板而失去了能量。(資訊來自:美國航空航天局)]

傾斜式天陽能電池板

當它到達防塵火星探測飛船的時候,威廉•姆斯同意美國航空航天局最好最安全最廉價的超大號太陽能電池板的方案,但是空間站暫時考慮增加一個專用抵禦沙塵暴功能的可能,以及,他們有多少時間去做這件事。這個任務建立在與俄羅斯合作的基礎上,在俄羅斯外火星漫步者於一個清潔空窗期作為一些關鍵元件武裝入侵之後,專案暫停,必須更換俄羅斯最初的建造。

「威廉•姆斯說宇宙網:由於沙塵調整陣列大小使其能管理減少的陽光以達到目標是最好最簡單的解決方案。」這是最低階別的復雜性,它需要最少的子系統數量和功能,所以它是最低風險。從計劃一個任務的態度來看,那肯定是做這件事更可取的方式。威廉談到外火星任務是經過工程師慎重考慮第一個被想出的多余除塵技術,包括刷子在內,刮雨器,氣體鼓風機和靜電雨刷,用來清除灰塵。在那時,他們決定漫步者的小任務是在氧中毒平面計劃最後僅僅180天的火星日,否則,溶膠,不需要自我清潔。以及現在預料的一個新的發射日期不早於2028,他們重新考慮他們的第二個方法。

「對於外火星現在重獲新生,我們看它的能力可能會恢復一些。」威廉說,「我們能用某些像傾斜式太陽能電池板一樣的技術盡可能地清除一些灰塵。這也能幫助指向面板更有效地對著太陽,這也許有些優勢。」

威廉•姆斯補充道,僅僅像美國航空航天局的空間站工程師,有需要和外火星當面調和,僅僅像其他在火星的航天器,不出所料地如果漫步者比設計的任務壽命僅僅稍微長久一點,可能最後屈服在沙塵之下。盡管他們希望能從火星氣候獲得一些幫助僅僅像勇氣號和機會號。

「這僅僅,這僅是達成太空任務不幸的方式。」威廉說道。

觀察者的自潔目標

甚至盡管觀察者不能建立自我清除灰塵機制,美國航空航天局許多最後的求助企圖用面板產生的電力去幫助著陸器在它壽命最後的月份移除一些灰塵。

在五月份,地面控制器命令觀察者機械臂從著陸器灰塵覆蓋面板上撒掉一些灰塵。他們實際一路上已經拾取一些砂礫,減少遮擋陽光的灰塵覆蓋層厚度。

根據一份美國太空總署的聲明,那時操作已啟用著陸器增益約30瓦時能量每溶膠。

在最後,大自然獲勝。一如既往,以及觀察者肯定沒有倒下束手就擒。

BY: Tereza Pultarova

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