月球車搭乘三維激光掃描儀飛速運轉
[摘要]:最近,美國宇航局設定了兩項新的目標:2020年前后讓太空人重返月球,2030年執(zhí)行有人操縱的火星探索。Scarab使用激光掃描儀生成周圍地域的三維空間地圖。這一系統(tǒng)在白晝或黑暗同樣能良好運行。它使用一臺速度照相機來計算自身的對地速度。這臺照相機配備了估算加速度和角動量的傳感器,為導航系統(tǒng)提供精確定位。
卡內基·梅隆大學野外機器人工程中心的研究人員設計了一種新的月球車Scarab,它的特點是既能作為完整的科學研究平臺,又能作為鉆探平臺。自重290公斤,可以攜帶130公斤負載的Scarab長、寬都是1.5米,高度則在1.5-2米間可變。原來,它有個獨特的可轉換底盤,根據(jù)當前任務改變體姿。行駛時,車身抬高,輪子高度靈活,使它能克服障礙,甚至在險峻斜坡上橫行;而啟用鉆探機鉆取巖芯時,車身降低,底盤穩(wěn)定在地面,舒展的輪子幫助形成穩(wěn)固的平臺,以應對鉆探所產生的扭力矩。
Scarab月球車的主要任務是調查月球極地的火山口。這是因為,如果月球上真有水結成的冰,那么嚴寒的極地最可能將其保存。因此,它注定是要在月球表面極端嚴酷的環(huán)境中工作的,它必須能對付工作區(qū)突變的地貌,忍受極端低溫和完全黑暗,在通訊中斷的時段能自主運行。
Scarab使用激光掃描儀生成周圍地域的三維空間地圖。這一系統(tǒng)在白晝或黑暗同樣能良好運行。它使用一臺速度照相機來計算自身的對地速度。這臺照相機配備了估算加速度和角動量的傳感器,為導航系統(tǒng)提供精確定位。
月球車的移動將非常緩慢,這使其的能量消耗非常低。它的電力來自一個放射性同位素發(fā)電器。這個能源發(fā)出的電力很小,只有約一百瓦,就像家里一個燈泡的用電。
作為鉆探平臺,也是新月球車的核心功能,它將分析氫、氧和可能發(fā)現(xiàn)的其他豐富材料。長1米的樣品管收集的樣品由粉碎機壓碎成直徑不到1毫米的顆粒,儲存到負載艙。當樣品達到預設數(shù)量時,負載艙里的工具會自動對之烘焙,讓其釋放出氣體后進行分析,識別其成份。儀器板能整體移出負載艙,以便容納備用電池完成長期任務,或配用其他工具和設備。
Scarab在2008年進行過兩次內容寬泛的系列測試。6月在華盛頓州摩西湖,主要測試激光導航系統(tǒng)功能和月球車的可動性;10-11月在夏威夷州的莫納克亞山,則是在充滿火山灰、地貌酷似月球的環(huán)境中考驗導航系統(tǒng)。還進行了牽引試驗,并測試了速度照相機和鉆探系統(tǒng)。