機器蟲計畫入侵火星——神奇化學肌肉振翅高飛
【撰文/Etienne benson】
在2010年之前,外型像蜻蜓的機器人也許就會在火星上振翅高飛。這可不是說著玩的!在美國航太總署先進概念研究中心的贊助下,喬治亞理工學院的工程師羅伯邁克遜與俄亥俄州航太學會的工程師東尼可洛薩,正在主持一項建造Entomopter機器人的計畫。這種機器人將可自火星登陸艇上發射,在險惡的地勢上飛行數百公尺,並進行著陸採樣,然後回到登陸艇添加燃料和上載資料。
如果不是因為火星的大氣特別稀薄(相當於地球三萬多公尺高處的大氣),因而產生一些獨特挑戰的話,這一切其實應該還算簡單。
傳統飛航器的飛行速度至少必須超過時速400公里才能在空中保持平穩,不過在這種速度下無法進行土壤樣本採取,所以用傳統飛航器幾乎不能進行科學研究。但Entomopter是根據最近在昆蟲飛行原理上的新發現而設計的:當昆蟲(或是Entomopter)的翅膀在空中拍動時,翅膀前緣上方處會產生小型的低壓渦流,使它們獲得額外的升力。
當然,設計出翅膀僅只是克服了一半的挑戰,另一部分難題則是如何提供它們動力。為了解決此問題,工程師特別針對火星上幾乎無氧的大氣環境,研發出一種「往復運動式化學肌肉」(RCM, reciprocating chemical muscle)。
RCM主要由兩個往相反方向推動的平行桿所構成(所以稱為「往復運動」),此外還包括了化學推進燃料與催化劑(邁克遜不肯透露它們的成分)。這種「化學肌肉」能產生高壓氣體,足以驅動連接翅膀的活塞。研究人員也必須想辦法讓控制系統臻至完美,使Entomopter順利飛起並朝向正確的方向前進。儘管有諸多挑戰,但是邁克遜和研究伙伴們並未畏怯,畢竟這領域可說是由他們獨霸。邁克遜說:「據我所知,我們是唯一研發拍翅式火星飛行器的研究團隊。」
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