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NASA 反璞歸真,取機械和摩斯密碼智慧打造金星探測器

【Technews科技新報】和充滿希望的火星、土星相比, 金星就像一個不歡迎人類前往的酷熱煉獄, 過去寥寥數台造訪金星的太空探測器,

有的還沒碰到它就魂飛魄散, 有的就算成功撲到它懷裡, 也頂多只撐了 2 小時。 現在, NASA 反璞歸真, 從機械電腦(Mechanical computer)和摩斯電碼(Morse code)等舊技術取得靈感, 準備打造一台可于金星地表撐過一年半載的機械型機器人“AREE”。

儘管金星和羅馬神話中的愛神維納斯同名, 也是個有毒的維納斯。 金星表面被一層濃雲包圍, 組成濃雲的成分是有劇烈腐蝕作用的濃硫酸和少量鹽酸、氫氟酸。 到目前為止, 還沒有任何探測器可長時間承受金星表面的極端條件, 保持最長紀錄的是蘇聯於 1981 年發射的“金星 13 號”, 它在金星表面 90 大氣壓、攝氏 457 度的狀態下運作了 127 分鐘。

蘇聯對金星探測的貢獻最大

金星雖然是地球的姊妹星, 但直到 20 世紀晚期, 美國與蘇聯才開始有一系列將太空探測器送往金星的計畫。

最早對金星發射探測器的是蘇聯, 於 1961 年發射了“金星 1 號”探測器, 但卻在發射 10 天后通信中斷, 無法得到探測結果;1962 年美國發射“水手 2 號”飛越金星後, 以微波和紅外線進行探測並拍攝圖像, 人類始知道金星的表面溫度非常熾熱, 約攝氏 462 度, 足以熔化金屬鉛。

1965 年蘇聯發射“金星 3 號”, 是第一台成功登陸金星的探測器, 但通訊系統在可以傳回任何資料之前便失效;直到 1970 年, 能抗高壓並配有較小降落傘的“金星 7 號”在金星表面著陸, 傳回微弱訊號。

此後, 蘇聯又相繼發射了 9 個金星計畫的探測器, 1975 年發射的“金星 9 號”是第一台成功環繞金星、第一台成功從金星表面傳回科學資料的探測器, 它配備的迴圈冷卻系統使其得以在金星表面運作 53 分鐘,

測量到金星的雲層分佈約 30~40 公里厚, 高度約 30~35 公里;雲的成分包括鹽酸、氫氟酸、碘、溴等化學物質;表面大氣壓力約 90 大氣壓;溫度約攝氏 485 度。

而“金星 9 號”也是第一個傳回黑白影像的探測器, 它顯出金星表面並無明顯灰塵, 佈滿 30~40 公分不受侵蝕的岩石, 人類終於一窺維納斯容顏;到了 1978 年, 美國的“先鋒金星號”以雷達訊號穿透雲層, 製作出第一幅詳細的金星地圖;1989 年發射的“麥哲倫金星探測器”獲得 98% 金星地表資料, 繪出前所未有的立體地圖, 讓人類知道金星地形主要由火山活動形成, 金星有 167 座火山比地球最大的火山還要巨大, 且至今都很活躍。

這些探測器都配備高級又複雜的電子設備,

但終究在高溫下熔化或被輻射破壞、被大氣中的硫酸腐蝕。 為了打破這項局限, NASA 噴氣推進實驗室工程師喬納森·索德(Jacathan Sauder)反向思考, 既然電子設備無法存活, 何不改用機械動力和摩斯密碼來進行行動計算?於是幾乎完全依賴機械系統而非電子設備的極限環境自動探測機“AREE”(Automaton Rover for Extreme Environments)由此誕生。

AREE 設計原理圖。 (Source:NASA)

AREE 將借由風力渦輪機驅動前進動力, 並利用坦克履帶移動。 而沒有電子設備, 該如何將科學資料傳出去?工程師說, 可以借用另一項古老技術摩斯密碼(Morse code)的智慧。 AREE 的雷達反射活塞會上下移動, 將收集到的地表資料“打成”摩斯密碼, 中繼太空探測器再從遠方軌道讀取信號燈般的訊號並傳回地球。

根據《中國新聞網》專訪 Jacathan Sauder 指出, 目前 AREE 已收到 NIAC 第二階段資助, 研究團隊正在進行運動系統的下一步研究, 很可能會將坦克履帶設計換成輪式設計。

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