仅活17个小时的德国机器人向3亿公里外地球传回难以置信的图片
发布时间：2022-10-10 10:01 所属栏目：16 来源：互联网
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导读：人类对于天体的探索由来已久，除了太阳系的八大行星外，聚集了大量天体的小行星带也是科学家们关注的重点研究对象之一。 早前人类就猜测小行星上可能存在水和有机物，再加上这种小天体质量
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人类对于天体的探索由来已久，除了太阳系的八大行星外，聚集了大量天体的小行星带也是科学家们关注的重点研究对象之一。 早前人类就猜测小行星上可能存在水和有机物，再加上这种小天体质量小、引力小，其上含有丰富的矿物资源，因此不管是想探索人类起源还是想要挖掘其上的天文研究价值或是经济价值，人类都不可能错过这些研究对象。 不过小行星带位于火星和木星之间，尽管其内小行星数量约在50万颗以上，且天体质量较小，形态各异，但是大部分小行星距离地球还是很远。因此目前科学家的探索对象主要还是挑选近地小行星，比如“龙宫”小行星。 “龙宫”小行星 “龙宫”小行星的轨道主要夹杂在地球与火星之间，离地球最近距离为280多万公里，最远可达3.4亿公里。2014年，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）确定了探索“龙宫”计划——Hayabusa 2计划，并发射隼鸟2号探测器去执行此次任务。 在星际辗转四年，隼鸟2号终于接近了这颗小行星。2018年10月3日，从隼鸟二号探测器发射的小机器人Mascot降落在“龙宫”上，这一次Mascot的任务是实地绘制“龙宫”的地貌图、星体的内部结构以及其表面的热、机械和磁特性等等。 Mascot机器人 地球使者——Mascot Mascot的发射是隼鸟二号在“龙宫”这颗行星上投放微型漫游车之后的第十天，这也是人类对于太空探索的历史上第一次成功将移动的机器人观测设备投放在小行星上。 Mascot机器人原本是由德国航空航天中心空间系统研究所牵头提出的一项单独的着陆器包研制计划成果。彼时日本JAXA正在研究隼鸟2号计划，德国航空研究所应JAXA邀请，参与了这项任务的可行性研究，并且与行星科学界研究商议后，确定了着陆器的模型概念。 此后在法国国家空间研究中心以及日本航空机构的帮助下，这款德国行星探测机器人成功面世。Mascot一共有10公斤，小小的它携带了照相机、光谱仪、磁力计和辐射计四种仪器，完全可以称得上是“麻雀虽小，五脏俱全。” Mascot机器人的内部结构复杂 不过虽然隼鸟二号率先投放的微型漫游车能够一直停留在“龙宫”之上，但Mascot却并不能做到这一点。 Mascot作为电动型的机器人，最初的设计仅仅给予了mascot16个小时的电池寿命，mascot需要做的就是在这16个小时的寿命之内完成自己对于“龙宫”这颗行星的探索并将收集到的资料全部传输回隼鸟2号之上。 除此之外，mascot其实还有一项特殊任务，它需要帮助隼鸟二号确定一个方位来方便隼鸟二号进行后面的作业。 隼鸟2号和mascot机器人 隼鸟二号计划在mascot任务完成之后将一个探测器投放在“龙宫”这颗行星上，在探测器稳定停在行星表面时，它会伸出自己的探测臂收集自己需要的信息，Mascot的任务就是将探测器的落点确定好。 历时17小时的探索 从结果来看，mascot光荣完成了它的任务，虽然只有16个小时的预期电池寿命，但是mascot的实际工作时间则达到了17个小时。它在它的有效载荷中仪器的着陆位置开始读取数据，然后使用它的摆臂从一个位置跳到另一个位置继续它的数据收集工作。 Mascot在下降的20分钟时间里开启了它的照相机功能，拍摄了一共20张照片，向人类展示了一个没有青山绿水、鸟鱼虫兽的外星球世界究竟是怎样的。 隼鸟二号拍摄到的Mascot下降过程 在Mascot传回的第一张照片中，我们可以清楚地看到，龙宫小行星的地形是凹陷的，而且照片中还有Mascot的影子。不仅如此，在此后相继传回的十几张照片中，科学家们大致能够看清该行星的地质结构，就像是由被磨成粉的碳末组成，着实让人难以置信。 毫无疑问，这二十张照片给予科学家的信息十分庞大。要知道，尽管“龙宫”是一个直径只有一公里的小行星，但“龙宫”也存在着白昼和黑夜的交替。 根据照片拍摄的具体时间，我们可以推算出“龙宫”的一天一夜大约为地球上的7小时36分钟。这也就是说，mascot工作的17小时里，在地球上虽然连一天都不到，但是在“龙宫”上却已经待了有两天半了。 Mascot机器人拍摄的照片 当然了，mascot只是整个隼鸟二号中很小的一环。据悉，整个隼鸟二号计划耗费资金约2.6亿美元，探测器一共在太空中工作了六年，带回了大量小行星样本。 为什么mascot选择小行星“龙宫”？ 2020年隼鸟二号完成了它的使命并返回了地球，Hayabusa 2计划无疑完美结束了，但是此后有很多人依旧对此次研究的行星选择持有疑虑，既为什么日本JAXA要在那么多近地小行星中选择“龙宫”呢？ 要解释这个问题之前，我们首先要弄明白什么是小行星。正如前文所说，小行星属于太阳系的小天体，且是整个太阳系中历史最为悠久的天体，因此科学家们想要揭开太阳系形成的谜底，从这些古老的天体身上下手是非常不错的思路。 加上以mascot为代表的小型移动小行星侦察机技术的成熟，科学家们有机会直接从小行星上获取到太阳系的原始物质。 “龙宫”小行星地质 当然，尽管也属于行星，但小行星相比于我们理解中的行星来比它要小得多，以这次隼鸟二号降落的行星“龙宫”为例，“龙宫”的直径仅仅只有1公里。 而“龙宫”最早在1999年5月10日由美国的林肯实验室所观测到，并于2015年9月28号被小行星中心命名，这个名字来源于日本民间传说中的水下神殿“龙宫”。这是日本民间传说海龙王在海底所居住的宫殿，龙的宫殿因此而来。 传说浦岛太郎被海龟带领前往海龙王的宫殿的时候发现了这个富丽堂皇的地方，等到他再次归来之时，身上带着一个神秘的盒子。 日本海洋神话 而隼鸟二号计划就完美契合了这个传说，隼鸟二号中的探测仪器就是浦岛太郎，隼鸟二号就是海龟，而隼鸟二号最终收集并整理的信息就是故事中浦岛太郎随身携带的那个黑盒子。 “龙宫”这颗行星足够小，而mascot无法移动，只能通过小段的跳跃进行运动，因此刚好适配mascot这个小机器人的探测范围。 太空任务中的机器人 值得一提的是，了解完Hayabusa 2计划的整个过程，我们可以发现，这其实是完全没有人类参与的太空探索任务，那么为什么这些任务不让人类进行呢，人类有着自己的思想不是更能发现机械思维不能发现的吗？ 隼鸟二号探测器 首先，科学家们对于太阳系行星的勘探任务的期待已经存在了许久。对于这些行星的探索，对于我们人类找到一些基本的科学问题是有很大帮助的。一直以来，人类对于太空的探索一直在寻求不同的渠道，目前存在的月球空间站也是人类对于太空探索任务的进行所做的一个巨大尝试。 而对于人类来说，到达这些行星上是一件非常具有挑战的事，大多数情况下。这种任务由人类来执行代价过高，培养适合执行任务的航天员就是第一个难题。 以及如果月球空间站等设施的损坏，人类进入太空中维护的成本也太高了，成本过高一直是人类进行太空探索任务的最大阻碍。 人类维护空间站成本太高 其次，对于人类来讲，未知的太阳系存在着太多危险了。使用机器人可以帮助我们探索到我们人类根本不可能达到的地方，例如太阳等。这些危险性极高的任务一方面直接威胁到了人类的生命，而使用机器人则可以达到一些探索难度过高的区域执行特殊任务。 太空机器人作业的局限性 当然不可否认的是，由于是机器作业，就一定会存在弊端。那么机器人的弊端是什么呢？ 我们回顾一下mascot的工作，mascot需要在“龙宫”表面收集到信息，并将信息传输回隼鸟二号。如果在信息传输的过程中出了纰漏怎么办呢？ 事实上，如果机器人系统的部署离操作中心过远，这种对机器人的控制和信息的传输将会变得更加困难。 太空机器人信息传输易出错 假使这种情况下，控制中心和机器人之间的通信并没有被中断，那么通信的延迟也会更高。再加上辐射的通信带宽的影响，这种情况下想要通过控制中心直接控制机器人也就成了几乎不可能的事。 除此之外，前文中提到的机器人机械化思维也是很重要的问题之一，机器人毕竟不是人类，人工智能再智能也只是个机器，是由各种数据、代码和程序组成的没有独立思考的机器人，因此在太空探索时，或许有很多细节是机器人无法决定的。 人类的思维导致了人类在探索某方面的领域时往往带着求知性，了解往往会更加全面。 机器人思维是固定的 基于这种情况，隼鸟二号的mascot机器人首次做出尝试。在mascot的降落装置上装载有一种模块，这种模块可以将机器人调整到正确的位置。 2018年10月3日，也就是mascot降落在“龙宫”的第一天，着陆器对mascot的位置进行了矫正。这里需要提到的是，这一次对于机器人位置的矫正是没有任何与地球的联系的，完全是在太空中独立运行的。 当通信恢复之后，地面的额外指令使得机器人位置进行了一次更加精细的矫正，mascot在人工和机器相结合的情况下进行了一次重新定位。 而这种二者结合的模式优势在于，能在保证任务成功完成的前提下，最大限度地去掉因为通信而造成的干扰。 DLR任务控制站点科学家跟踪mascot进程 太空探索任务的未来 目前，太空任务发展的方向是在月球上面建立一个完全机械化的机器人系统辅助月球空间站进行作业。2021年3月8日，美国国家宇航局NASA批准了“NASA创新先进概念”项目的资金申请，这个项目是美国未来“太空殖民地”的重要一环。 项目里面包含了月球铁道和火星洞穴机器人等高科技项目。通过NASA这个项目的通过，我们不难看出，在太空探索任务的未来发展趋势中，机器人项目将会是炙手可热的一个分类。 美国火星洞穴机器人项目 除此之外，还有大量的半自主机器人和太空无人机的研发已经开始了研发进程，相信随着科学的进步，神秘的太阳系终究会向我们人类敞开怀抱。 结语 在国际抢占太空资源和争相进行太空探索的21世纪，或许我们普通人乘坐宇宙飞船前往太空进行遨游也是有可能实现的。 但最重要的是，随着科技水平的不断提高，人类对于太空认知的不断加深，希望太空中古老的物质可以解答我们人类最基础的一些科学问题。到时候的，地球上水的起源、地球生命的起源、太阳系的起源或许都能用科学的知识来解释。 宇宙以及生命的起源 而作为国家高度机密的航天技术，我们能做的就是谨防外国间谍的对于这些情报窃取，不轻易相信任何谣言，更不要去制造和传播谣言，相信科学。 （编辑：ASP站长网） |
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