未来月球基地的管理者

作者: 马寿春

对探月计划来说,设立月球基地似乎已经是未来必需的发展趋势,但是月球基地建立好后,谁来管理呢?中、美、日三国正在积极想办法解决这一难题。

中国:机器人能“自疗”

相比其他国家的月球机器人计划,我国不急于开发能完成简单任务的机器人,而是着眼于开发多种仿生机器人。我国科学家将纳米技术与机器人技术相结合,使得控制机器人动作的微处理器体积较小,但功能强大;并且借鉴假肢制造技术,使仿生机器人的动作更加灵活。

我国目前正在打造三款仿生机器人:

1.蟹形机器人。它采用混合动力,即燃料发动机与太阳能电池相结合。这款机器人有8条仿生机械腿,以及2条仿生机械臂,可以用机械臂搬运、组装并维修各种设备。它还配备功能强大的探测系统,包括红外摄影系统、雷达系统和激光探测定位系统。这使它能担当探路者的角色,可对月球未知区域进行探测,为构建月球基地进行前期准备。

蟹形仿生机器人的机械腿具备减震及爬越障碍的能力,月球表面崎岖不平的地形难不倒它。最有趣的是,它还会“自疗”,其机器臂可利用配件迅速维修或更换受损的机械腿。这款机器人可以完成侦察探测,搬运物资和维修装备等任务,是未来月球基地最理想的管理员。

2.蛇形机器人。蛇形机器人不怕辐射和尘埃的侵蚀,能在沙地或草丛中蜿蜒移动,完成前进、后退、转弯和加速等动作,其最大行进速度可达每分钟20米。蛇形机器人的“脑部”是控制中心,装有视频监视器,可在运动过程中将前方景像实时传输到后方的电脑中。未来月球基地里的科研人员可根据收到的图像观察前方情景,向机器人发出各种遥控指令。

3.机器蚱蜢。机器蚱蜢有6条“腿”,依靠马达拉伸和压缩弹簧跳动。它可在崎岖不平的道路上跳跃,不怕小型障碍物挡路。在地球上,它最高可跳到61厘米,到了月球,它就能一跃跳过高达3.6米的障碍。这使得机器蚱蜢可以与蛇形机器人相配合,在月球基地周边完h成探埈测?工作。

美国:三款机器人协同探月

美国的月球机器人计划最复杂,分别设立登山、奔跑和跳跃型机器人项目,以便未来执行不同的月球任务。

1.奔跑型机器人。这款机器人名为“运动员”。它的主要用途是在月球表面上高速行进,并运送人员和装备。“运动员”机器人模型占地16平方米,而它的真身的体积将是这个的两倍。这种“大块头”能够适应月球较为复杂的地形。据介绍,在月球的山坡上,“运动员”的速度能达到每小时9.6千米。这不仅能绕过大型障碍物,还能抬腿迈过较小的障碍物。

2.登山型机器人。月球上有一些凸起的岩石和凹陷的陨坑,所以对于月球机器人来说,最艰难的任务是攀爬陡峭的山坡。美国专门为此开发了“登山者”机器人,它能够在光滑的镜面上爬行,当然也可以自如地攀爬岩壁。

3.跳跃型机器人。这款名为“跳跃者”的机器人与我国研发的机器蚱蜢类似,也有6条装有弹簧的“腿”。但其跳跃能力不如机器蚱猛,在地球上只能跳30厘米高,在月球可以跳到1.8米。

日本:机器人代人登月

日本希望开发出能代替人类完成各种月球任务的机器人,因此将登月机器人锁定为双足行走型机器人,这一计划有些冒险,因为这种机器人开发难度最大。因此日本不少科学家对此计划持反对观点,认为月球上的重力是地球上的六分之一,而且月面覆盖有细细的砂砾,因此机器人要直立行走非常困难。

虽然存在争议,但双足行走型机器人已经有了选择:ASIMO机器人以及SDR-4X机器人。其中SDR-4X机器人更适用于未来的月球探测。

该型机器人装备有两个CCD相机,可以利用两个相机的视差测量自己与被拍摄物体之间的距离。此外,它还可以识别立体物体。SDR-4X机器人异常灵敏,可根据不同情况在几十毫秒内做出即时反应。它可以自如地在凹凸不平的路面和20度以下的斜坡上行走,不容易跌倒。即使遇到意外情况跌倒了,它也可以自己站起来。