就地取材！nasa研發(fā)新型機(jī)器人 能從火星土壤中“掘出”火箭燃料

2018-11-05 14:20來源://

原標(biāo)題：就地取材！nasa研發(fā)新型機(jī)器人 能從火星土壤中“掘出”火箭燃料

美國國家航空和宇宙航行局(nasa)正在制造機(jī)器人，可以挖掘火星土壤并將其轉(zhuǎn)化為火箭燃料。

這種機(jī)器將把土壤中的水剝離，并將其轉(zhuǎn)化為甲烷——一種被認(rèn)為可以為未來火箭提供動力的化合物。

他們可以解決美國宇航局深空計劃面臨的一個主要問題:如何讓火箭保持足夠輕，既能飛行，又能攜帶足夠的燃料往返火星。

美國國家航空和宇宙航行局(nasa)計劃在本世紀(jì)30年代早期向火星發(fā)射載人任務(wù)。

但在人類踏上這顆紅色星球的第一步之前，航天局將派出一隊無人駕駛的飛行器來測試其干燥、塵土飛揚(yáng)的表面是否適合人類居住。

美國國家航空航天局(nasa)的一名軟件工程師說，這種被稱為“灰塵到推力(dust-to-thrust)工廠”的新型機(jī)器人可能會成為這些早期關(guān)鍵飛行的一部分。

這個雄心勃勃的項目的負(fù)責(zé)人kurt leucht最近在ieee spectrum的一篇文章中提到了機(jī)器人。

leucht的團(tuán)隊正在構(gòu)建一個原型系統(tǒng)，他們稱之為“就地資源利用”(isru)。

它的工作原理是從土壤中抽取水分并將其分解為氫和氧，盡管這一過程被稱為電解。

然后，它將火星大氣中的氫和碳結(jié)合，產(chǎn)生甲烷，一些工程師將甲烷作為未來的火箭燃料。

甲烷比液態(tài)氫更穩(wěn)定——液態(tài)氫是當(dāng)今最常見的火箭燃料——也可以儲存在更小的容器中，溫度更容易控制。

這種燃料承諾的關(guān)鍵是它可能會被回收或從當(dāng)?shù)刭Y源中創(chuàng)造出來——這是nasa的isru機(jī)器人被設(shè)計用來充分利用的一項福利。

美國國家航空和宇宙航行局(nasa)計劃在載人火星任務(wù)前首次使用該系統(tǒng)，同時使用從火星表面收集土壤的機(jī)器人。

在接下來的幾年里，登陸火星的宇航員最終將使用火星產(chǎn)生的燃料飛回地球。

leucht寫道:“這項技術(shù)有朝一日將允許人類在火星上生活和工作，然后返回地球講述這個故事。”

美國國家航空和宇宙航行局(nasa)面臨著一個巨大的障礙，那就是到達(dá)火星和更遠(yuǎn)的地方所需的傳統(tǒng)火箭燃料的絕對數(shù)量。

該機(jī)構(gòu)稱這是“齒輪傳動比”問題，像irsu這樣的機(jī)器人最終可以解決這個問題。

leucht寫道，有人估計，要將一公斤燃料從地球運(yùn)到火星，今天的火箭需要在運(yùn)輸過程中燃燒225公斤燃料。

“我們會以226公斤開始，以1公斤結(jié)束，這就形成了226:1的齒輪傳動比?！?/p>

“無論我們運(yùn)什么貨，這個比例都保持不變。我們需要225噸燃料來輸送一噸水，一噸氧氣，或者一噸機(jī)器?！?/p>

“要想繞過這個苛刻的算法，唯一的辦法就是讓我們的水、氧氣和燃料就地取材。”

火星已經(jīng)成為人類探索太空的下一個巨大飛躍。

但是在人類到達(dá)這顆紅色的行星之前，宇航員將會采取一系列的小步驟，返回月球進(jìn)行為期一年的任務(wù)。

在月球軌道上執(zhí)行任務(wù)的細(xì)節(jié)已經(jīng)被公開，這是將導(dǎo)致在2030年登陸火星的一系列事件的一部分。

2017年5月，美國國家航空和宇宙航行局負(fù)責(zé)政策和計劃的副副局長格雷格?威廉姆斯(greg williams)概述了該機(jī)構(gòu)的四階段計劃，希望有朝一日人類能夠訪問火星，以及預(yù)期的時間框架。

第一階段和第二階段將涉及多次前往月球空間，以允許建設(shè)一個棲息地，這將為旅程提供一個中轉(zhuǎn)站。

最后一件交付的硬件將是真正的深空運(yùn)輸工具，稍后將被用來運(yùn)送宇航員到火星。

在2027年將對火星上的生活進(jìn)行為期一年的模擬。

第三階段和第四階段將在2030年之后開始，包括對火星系統(tǒng)和火星表面進(jìn)行持續(xù)的宇航員探險。