zt微型机器人战队将勇闯火星寻找生命痕迹(组图)

火星探索之路
　 2006-01-02 14:59:27
　　
　　国际在线消息据《探索》杂志报道，火星将迎来一大群来自地球的“客人”———一群网球大小的微型机器人，它们生龙活虎，将蹦进这颗红色星球的地下洞穴，寻找生命的痕迹。
　　
　　这些微型机器人由新墨西哥理工大学的副教授佩内洛普·波士顿和麻省理工学院的史蒂·杜伯斯基联合研制。由微型燃料电池提供能量的机器人，将利用人造肌肉技术在外太空星球上进行活动。
　　
　　在设计上，这种微型机器人拥有一种使用先进材料制成的坚固外壳，不仅可以抵御这颗遥远星球异常寒冷的天气，还能应付强紫外线的辐射。另外，微型机器人的分工也不同。一些微型机器人将配备小型摄像机，而另一些则装上可以测量多种变量的传感器，监测诸如气体质量、温度、湿度及化学或生物迹象等。所有这些机器人都将按照一套计算机程序运行，而这套程序则是模仿地球上昆虫的行为而设计的。每一个机器人都能感知到周围的“同类”，并与其进行协同作战，完成最终目标。
　　
　　佩内洛普和杜伯斯基计划花费两年的时间来建造和测试这些微型机器人，并打算在未来的10到20年内，完成对探月球机器人的设计。娟子编译
　　
　　美欲2030年前送六人上火星
　　
　　据中新社2005年12月31日电据日本《读卖新闻》报道，美国航空航天局(NASA)“火星探测计划”最终草案显示，NASA计划在2030年前将6名宇航员送上火星。在6名宇航员出发的半年前，NASA将发射两枚运载登陆舱以及其他设备的火箭。经过8个月的飞行后进入火星轨道，随后NASA将发射搭载6名宇航员的宇宙飞船。经过6个月的飞行进入火星轨道。宇航员将进行测试，以确定是否有可能在火星呆上一段时间。测试完成后，他们将转到一个登陆舱内，在那里呆上大约500天。宇航员将乘坐“载人探索飞行器”返回地球。（来源：重庆晨报）

　　 体形庞大的针孔照相机在浩瀚太空中捕捉太阳系以外星球的影像，小巧灵活的探索机器人在火星上蹦蹦跳跳，着装合体的太空人在土星上种植转基因农作物……这乍听起来匪夷所思，但它们可是美国国家航空航天局支持下的严肃研究课题，或许在不久的将来就能变成现实。
　　
　　“荒诞”设想
　　
　　航天局前瞻性独立智囊机构“先进理念研究所”成立于1998年，如今再次向美国太空研究人员征集这种看似荒诞的设想。
　　
　　英国《卫报》4日援引研究所主任罗伯特·卡萨诺瓦的话说，研究所旨在为航天局征集“远远超前的革命性新观念”。他说：“研究所正在寻求宏大的想法和前景。这些宏大想法可能催生新科技。我们明确说明，这些想法或者建设系统不必基于现有技术，这些原理也不必得到完全理解。”
　　
　　玻璃球机器人
　　
　　先进理念研究所近期在美国科罗拉多州举行会议，通报去年资助项目相关情况。转基因作物和弹跳机器人便在其中。
　　
　　北卡罗来纳州立大学微生物学家埃米·格伦登报告说，她正在研究如何在其他行星的恶劣条件下种植农作物。她的灵感来自地球上能够在极端恶劣环境下生存的微生物，设想能够在黑麦等农作物中植入“极端生存”基因，使它们能够存活于其他行星表面，从而能够减少宇航员携带食物供给的重量。
　　
　　新墨西哥州矿业和理工学院研究人员和麻省理工学院研究人员则把目光瞄向太空探索。他们设想研制数千个10厘米宽的球形机器人，散布在行星表面进行勘探，以此提高太空探测器的性能。这些机器人能够通过弹跳、滚动等多种运动方式，适应具有科学意义的复杂地貌。它们既能单独执行任务，又能共享信息，帮助绘制行星地图。 （新华社供本报特稿）
　　
　　
　　（来源：新闻晚报）

　　 假设身高仅10厘米的机器人却能帮你完成星球探索的宏伟梦想；假设在外星球恶劣环境下成长起来的转基因作物搬上你家的餐桌；假设浩瀚太空中“针孔”照相机的视野中出现了属于你的那颗星；假设你在卫星和月球表面之间架起的“天梯”里欣赏太空奇景……这些新奇的点子听上去匪夷所思，像是科幻小说中的情节，考验着你所有的想像力。而它们却都是在美国宇航局（NASA）支持下的重要研究课题。

　　 为鼓励新奇大胆、对太空研究有帮助的科学项目，NASA特意设立了前瞻性独立智囊机构“先进理念研究所”（NIAC）。该组织的理念是：鼓励异想天开，即便是你的研究项目目前处于实验阶段，或仅仅存在于想象中。

　　 “NIAC创立的目的就是为了鼓励超出NASA目前研究范围的新的、革命性的概念。研究所正在寻求宏大的想法和前景。这些宏大想法可能催生新科技。我们明确表明，这种概念并不必是在目前的技术层面上可操作的，也不必被现代科学完全理解。”NIAC所长罗伯特·卡萨诺瓦这样来形容NIAC的“异想天开”。据悉，NIAC每年预算高达400万美元。

　　 去年10月，NIAC在美国科罗拉多州举行了第7届年度会议。科学家们听取了去年所资助项目的进展情况。

　　 北卡罗来纳州立大学微生物学家埃米·格伦登是在其他行星上种植转基因作物的提案人。她的灵感来自于在地球极恶劣环境下生存的微生物。“从目前掌握的生物化学和生理学知识，我们可以找到为这些微生物提供变体的确切基因。我们为何不将这些基因植入其他植物，比如黑麦，帮助它们对抗恶劣环境？”如果格伦登教授的想法成真，执行长期任务的宇航员就能轻松上阵，只需携带种子，而非体积和重量大好多倍的粮食去太空遨游了。

　　 新墨西哥州矿业和理工学院研究人员佩内洛普·波士顿和麻省理工学院专门研究太空机器人的史蒂文·杜博夫斯基将目光投向了太空探索。他们试图用自己的研究将人类探索太空的能力拉升一大截———将成千上万个10厘米宽的球形机器人散布在行星表面。这些由燃料电池驱动的小型机器人十分灵活，可通过弹跳、滚动等多种运动方式，到达科学家们感兴趣的崎岖地带。由于活动范围大，科学家们汇总他们提供的信息后，还能绘制完整反映地貌的行星地图。更神奇的是，每个机器人还可随意定制，比如安上照相机、探测器、分光计等，为太空探索提供更为完善的信息。

　　 麻省理工学院研究人员达瓦·纽曼提出的“生物太空服”引起了各界媒体的广泛关注：“穿上这种新太空服，就像穿上紧身潜水衣一样，还可以在星球表面轻松弹跳，而不用像现在穿着臃肿的太空服，还得背着笨重的气袋。”

　　 谈到最新一轮的提案征集时，NIAC所长卡萨诺瓦说道：“NIAC希望通过征集奇思妙想以激发人们的想像力。我们正努力激励美国的天才们发现不同的做事方法。”

　　
　　 ■新闻背景

　　 新概念要过两道关

　　 NIAC旨在推动太空技术飞跃

　　 NIAC是美国宇航局（NASA）旗下的独立研究机构，旨在推动太空技术的发展。始创于1998年，位于美国佐治亚州的亚特兰大市。所长罗伯特·卡萨诺瓦是一位航天工程师，此前效力于佐治亚技术研究所。

　　 在官方网站上，NIAC这样介绍自己———NIAC寻求能给NASA发展和使命带来巨大影响的革命性太空概念。NIAC鼓励提案者提出超越现阶段航天系统的新概念；NIAC寻求建立在合理科学原理基础上、在10到40年的时间框架内可达成的、能延升想像力的前瞻性观念。卡萨诺瓦曾这样说过：“我们要的不是改良，而是跨越式的想法。”

　　 NIAC通常分两阶段赞助研究，每年在第一阶段约有12项研究合同。2006年第一阶段提案的最后截止时间为2月13日午夜，获赞助者名单将于4月或5月宣布。NIAC鼓励通过互联网提交议案。截至目前，已有数十名研究人员提交了方案。NIAC专门聘用了一个科学技术专家团评审议案。

　　 被选为第一阶段合同的议案通常获得价值7.5万美元、为期六个月的研究合同，以验证概念的可行性并找出必须克服的困难。第一阶段研究成本、性能、研发时间及技术等可行性指标，具有前景的概念将在第二阶段深入研究。第二阶段研究周期长达两年，并能获得40万美元的研究资金。
在1998年NIAC第一轮资助中，华盛顿大学的空间物理学家罗伯特·威格利就以他的微磁球等离子推进概念（M2P2）中选。

　　 以这个概念，从地球去冥王星一趟只需要6年，而不是像现在的技术需要10年。NASA的首席技术顾问穆雷·赫辛贝恩也承认，M2P2项目让NASA开了眼界。

　　 此外，从2005年起，NIAC开始向在校“有创造力和革新精神”的大学生提供奖学金。

　　 ■资助案例

　　 六大奇思妙想：从“天梯”到纳米工厂

　　 NIAC在其成立近8年的时间内，先后资助过数十个研究项目。此前媒体广泛报道的“天梯”也是NIAC资助的项目之一。按照美国科学家布拉德利·爱德华兹的设想，在运行于月球太空轨道上的同步卫星和月球表面间建立一个“升降机”，“升降机”由人造复合纤维缆绳拴住，卫星则好像飘荡在太空中的风筝。

　　 1 喷雾式太空衣

　　 提案人：麻省理工学院航天工程学教授达瓦·纽曼。

　　 解决问题：NASA现有宇航服重达136公斤，宇航员穿着在火星上行走几乎是不可能的事情。

　　 预期目标：由特殊仪器喷射出的光纤粗细的聚合物凝固而成，可紧密贴近宇航员身体，且不增加负重，轻薄如同人的“第二层皮肤”。新型太空衣能够由埋在光纤中的体温控制系统、附设的缝合接口甚至人造“外骨骼”加以调节，伸缩延展。宇航员甚至可以在星球表面弹跳。

　　 2 纳米飞船配件

　　 提案人：纳米技术责任研究中心科学家克里斯·菲尼克斯。

　　 解决问题：太空飞船配件庞大且易磨损。

　　 预期目标：操纵单个原子与分子，设计出只有分子大小的机器、先进的电子装置以及“智能”材料。配件十分牢固，不影响设计的情况下体积能够达到仅有一个原子大小；表面超级光滑，无须打磨或润滑，长时间运行也不会磨损。

　　 3 核动力机器人

　　 提案人：美国空间技术工程公司马太·格雷厄姆。

　　 解决问题：阻止域外星体撞击地球。

　　 预期目标：研制出一大批核动力机器人，由它们共同钻进陨石内部，用极大的力量把其抛到不会威胁地球安全的轨道上。

　　 4 火星探测气球

　　 提案人：美国“全球航空公司”。它还是“勇气”号和“机遇”号机械零件的主要供应商，参与了火星车发射前在地球上进行的各种模拟试验工作。

　　 解决问题：目前人造探测卫星在火星轨道上的运行速度快且离火星表面遥远，因此不能为研究火星表面物质提供详实的参考资料：“勇气”号和“机遇”号火星车虽然接触到火星表面，但移动速度太慢且活动范围有限，因此它们不能为科学家大范围研究火星表面物质提供便利。

　　 预期目标：设计并制造气球用的导航系统和所需携带的探测传感器等装置。

　　 气球的飞行高度和速度适中，无需消耗大量燃料就能在火星表面大范围移动，是观测、研究火星表面物质的最佳工具。

　　 5 月球运送天梯

　　 提案人：美国科学家布拉德利·爱德华兹博士，曾参与NASA“阿波罗”登月计划和美国国防部“星球大战”计划。

　　 解决问题：目前执行卫星和月球表面运送任务的是宇航员，费时费力。

　　 预期目标：在运行于月球太空轨道上的同步卫星和月球表面间建立一个“升降机”，“升降机”由人造复合纤维缆绳拴住，卫星则好像飘荡在太空中的风筝。满载物资和补给的缆车可顺“天梯”

　　 缆绳从天际中垂直落下，降落在月球的某一地点，宇航员可轻松到达月球表面任何角落，寻找地下的固态水。

　　6 新世界成像仪

　　 提案人：美国科罗拉多大学研究人员韦伯斯特·卡什。

　　 解决问题：拍摄太阳系外行星的照片非常困难，因为这些星球散发的光线因恒星光照的干扰而模糊不清。

　　 预期目标：在太空架起一个庞大的“针孔照相机”，即类似于“太阳镜”的星光过滤器和收集器。“太阳镜”架在距收集器20万公里处，直径1公里，中心处有一个直径10米的圆孔，用以过滤干扰光线。