據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在數(shù)十年精心設(shè)計(jì)并派遣機(jī)器人執(zhí)行宇宙探索任務(wù)之后，美國(guó)宇航局準(zhǔn)備轉(zhuǎn)變思路——他們正在開(kāi)發(fā)一種月球采礦機(jī)器人，它們可以連續(xù)不斷的工作，一年365天每天24小時(shí)不眠不休?；蛟S我們可以將它們稱(chēng)作是“藍(lán)領(lǐng)”機(jī)器人？
這種機(jī)器人被稱(chēng)為“RASSOR”，這是“表土層先進(jìn)表面系統(tǒng)操作機(jī)器人”的英語(yǔ)縮寫(xiě)，它的發(fā)音和英語(yǔ)中剃刀“razor”的發(fā)音相同。盡管這種機(jī)器人距離能真正投入使用還相差很遠(yuǎn)，然而其早期設(shè)計(jì)已經(jīng)讓工程師們對(duì)于未來(lái)那些將會(huì)被派往月球上進(jìn)行挖掘施工的機(jī)器人應(yīng)當(dāng)進(jìn)行何種設(shè)計(jì)有了一些概念。
瑞秋·考克斯(Rachel Cox)是一名RASSOR團(tuán)隊(duì)成員，是一位任職于肯尼迪航天中心的工程師。他說(shuō)：“對(duì)于它能從事的工作我們感到驚奇。”
對(duì)于任何可以被送往其它星球進(jìn)行挖掘工作的機(jī)器人而言，首要的條件便是它必須比較小巧輕便，這樣才可以被放到火箭上進(jìn)行發(fā)射；但反過(guò)來(lái)，它也必須具有一定的質(zhì)量，這樣才能在那些重力比地球小的星球，如月球的環(huán)境下順利開(kāi)展工作。尼克(A.J. Nick)同樣是來(lái)自RASSOR小組的工程師，他說(shuō)：“你將你的機(jī)器人設(shè)計(jì)地越輕，它從事挖掘工作就會(huì)越難。”
RASSOR解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是在兩端各安裝了一個(gè)“手提鼓”一樣的滾輪式掘進(jìn)滾輪。這兩個(gè)掘進(jìn)滾輪可以向著相反方向旋轉(zhuǎn)，這樣這兩個(gè)掘進(jìn)滾輪相互之間便可以互相為對(duì)方提供足夠大的摩擦附著力，讓整個(gè)挖掘作業(yè)得以順利進(jìn)行下去。
研制小組在地面建造了一座懸吊系統(tǒng)，從而能讓設(shè)備模擬月球上的1/6重力環(huán)境并開(kāi)展有關(guān)實(shí)驗(yàn)工作。尼克表示：“我們已經(jīng)證明，如果你只使用一個(gè)‘手提鼓’，當(dāng)你進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)反而會(huì)推著自己后退，但是如果你將另一個(gè)‘手提鼓’放低并旋轉(zhuǎn)它，一旦兩者都接觸到地面，你就可以安然地進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)了。”
這個(gè)“手提鼓”還有另外一個(gè)秘密，那就是按照先前版本的洛克希德·馬丁公司設(shè)計(jì)給出的理念——在掘進(jìn)滾輪上交錯(cuò)排列的淺淺凹勺，這樣便可以每次只攫取一小份土壤，慢慢積少成多，而不像是地球上的推土機(jī)那樣一下子掘取一大堆土石。
按照目前的設(shè)計(jì)，RASSOR飛船整體理論上在除去著陸器之外還可搭載大約2000磅(約合907公斤)重的載荷，這樣一來(lái)其質(zhì)量規(guī)模大致就和美國(guó)宇航局送往火星的鳳凰號(hào)著陸器相當(dāng)。而RASSOR機(jī)器人本身的重量大約是在100磅(約合45公斤)左右，其余科學(xué)載荷主要將被用于現(xiàn)場(chǎng)分析由RASSOR機(jī)器人采集來(lái)的土樣。
RASSOR機(jī)器人的外觀確實(shí)非常獨(dú)到，看上去就像是一輛小型迷你坦克，只不過(guò)在兩邊各安裝了一臺(tái)手提鼓。但正是這個(gè)手提鼓形的設(shè)計(jì)是整個(gè)項(xiàng)目的亮點(diǎn)所在，是其中最具創(chuàng)新性的地方。由于它們被置于可以活動(dòng)的機(jī)械臂之上，它們幾乎就可以像手臂一般自由活動(dòng)，從而確保機(jī)器人可以安全越過(guò)障礙甚至可以爬山。
研制小組將這種高難度動(dòng)作戲稱(chēng)為“雜技表演”。工程師們指出這輛外觀奇特的小車(chē)可以自行從著陸平臺(tái)上走下來(lái)，一旦車(chē)體上沾上塵土或是有細(xì)碎塵土累積，它還會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)去掉身上的塵土。根據(jù)設(shè)計(jì)，RASSOR機(jī)器人可以輕松地將自己擺放成Z字形，然后將自己身上土壤容器中的土樣傾倒進(jìn)樣本槽。至于它的大小，當(dāng)RASSOR機(jī)器人將自己的手提鼓高高舉過(guò)頭頂時(shí)，它的高度為2.5英尺(約合76厘米)。
這個(gè)小機(jī)器人的設(shè)計(jì)初衷是收集月壤并將其倒入一臺(tái)專(zhuān)用設(shè)備內(nèi)，這臺(tái)設(shè)備將會(huì)提取月壤中水和冰的成分并將其轉(zhuǎn)化為可供火箭使用的燃料或者可供駐扎月球的宇航員呼吸的空氣。這樣一臺(tái)專(zhuān)用設(shè)備將會(huì)跟隨搭載RASSOR機(jī)器人的著陸器一同登陸月球表面。因此可以說(shuō)這臺(tái)小小機(jī)器人就成了整個(gè)月球采礦站的礦工，這在以往是從未有過(guò)類(lèi)似先例的。
在月球上就地從月壤中提煉火箭燃料和氧氣將極大節(jié)約從地球長(zhǎng)途跋涉運(yùn)載補(bǔ)給物資的成本，因?yàn)橐赃\(yùn)送燃料為例，這樣運(yùn)送一次的話其原本攜帶的燃料量的90%都會(huì)消耗在路途之中而無(wú)法送達(dá)月面基地。尼克表示：“這就像是一個(gè)夢(mèng)想。”
這種設(shè)計(jì)或許也將可以被應(yīng)用在火星上，因?yàn)槟抢锏耐寥酪脖徽J(rèn)為含有大量的水分。尼克說(shuō)：“在火星極地的一些區(qū)域，人們認(rèn)為那里有很多水冰，因此你可以在那里開(kāi)采到水冰。還有一些地方，水冰就在表面以下大約30厘米的地方，因此你只要挖掘大約30厘米深究可以開(kāi)始收集水冰物質(zhì)了。”
然而為了給“生產(chǎn)線”提供足夠的原材料以便后者能生產(chǎn)出足夠使用的產(chǎn)品，RASSOR機(jī)器人必須接連不斷，每天工作大約16個(gè)小時(shí)，連續(xù)工作5年時(shí)間。目前正在火星表面工作的好奇號(hào)火星車(chē)的最高行駛速度大約是每秒4厘米，而RASSOR機(jī)器人的行駛速度將是這一速度的5倍。它可以以這樣的速度用它的兩個(gè)大滾輪掃過(guò)月面，當(dāng)它回到處理設(shè)備前準(zhǔn)備“卸貨”時(shí)，它每次可以倒出大約40磅(約合18公斤)的月壤物質(zhì)。杰森·舒勒(Jason Schuler)同樣是RASSOR項(xiàng)目組的一名工程師，他說(shuō)：“現(xiàn)在我們想做的只是確保在設(shè)計(jì)層面不會(huì)有任何妨礙它執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)的因素存在。”
要想設(shè)計(jì)滿足此等奇特目的的機(jī)器人需要極大的創(chuàng)新，它的研制小組表示在研發(fā)第二代原型車(chē)之前他們至少還需要面對(duì)一個(gè)重大決定，那就是究竟是繼續(xù)采用坦克一般的履帶，還是換成車(chē)子那樣的輪子？在近期的一些測(cè)試中，履帶設(shè)計(jì)暴露出一些問(wèn)題，絕大部分都和粗沙粒和碎屑卡住履帶傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)。研制小組在肯尼迪中心使用各種不同的平面測(cè)試了RASSOR機(jī)器人的性能，其中就包括將鵝卵石碾碎之后設(shè)計(jì)成的粗糙地面。
這些石塊盡管已經(jīng)被用壓路機(jī)徹底壓成粉末，但仍然無(wú)法代替月壤。不過(guò)如果小機(jī)器人能應(yīng)付這種地表的話，那面對(duì)真正月壤的時(shí)候也就不會(huì)出什么大的問(wèn)題了。舒勒說(shuō)：“動(dòng)力系統(tǒng)絕對(duì)是一大挑戰(zhàn)，你不能想當(dāng)然地就認(rèn)為你在草地上，在水泥地上甚至在沙地上表現(xiàn)不錯(cuò)就能到月面上同樣如此。”就說(shuō)其中一點(diǎn)，地面測(cè)試中使用的小機(jī)器人履帶是用橡膠制成的，但是最后送往月球的版本，它的履帶應(yīng)該是用金屬制作的。比如阿波羅計(jì)劃中美國(guó)宇航員駕駛的大型月球車(chē)，它們的輪子便是用不銹鋼彈簧制成的，沒(méi)有使用橡膠?？伎怂贡硎荆?ldquo;我們現(xiàn)在正在考慮我們是否需要花費(fèi)時(shí)間研制更可靠的履帶系統(tǒng)，或者我們干脆將其更換成輪子。”
現(xiàn)在研制小組已經(jīng)清理出一塊邊長(zhǎng)25英尺(約合7.6米)的空地并在其中鋪設(shè)模擬月壤物質(zhì)，以便上這個(gè)小機(jī)器人能在盡可能相似的環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)開(kāi)展各種測(cè)試。
目前研制小組已經(jīng)開(kāi)始第二代原型機(jī)器人——RASSOR-2的研制工作，這一型的機(jī)器人相比第一代原型機(jī)將更加接近美國(guó)宇航局最終將送往月球的版本。預(yù)計(jì)這一改進(jìn)型機(jī)器人將于2014年年初開(kāi)始開(kāi)展測(cè)試工作。
