[科普中国]-登陆金星：纯机械漫游车或许行

带有坦克踏板的第二阶段AREE概念金星漫游车图片来源：NASA喷气推进实验室

盛夏8月，地球的“兄弟”——金星，又起波澜。

一份发表在《地球物理学研究：行星》杂志上的最新报告指出，模拟结果表明，远古金星某一时期可能存在液态海洋，甚至可能存在过生命形式。因为那时金星上空覆盖大量云层，足以使其表面降温，维持海洋的存在。

一石激起千层浪。擅长建造各种新概念漫游车的美国国家航空航天局（NASA）的工程师们，又一次被推到聚光灯下。尽管着陆金星困难重重，令人望而生畏，但有探访月球、火星、水星等光辉事迹在前，脑洞大开的他们或许真能建造出一种全新概念的漫游车，到金星上一探究竟。

谈何容易

但要做到这一点谈何容易。金星的表面温度平均为464摄氏度，比距离太阳最近的水星表面还热，传统电子设备根本无法在其上工作。此外，金星的表面压力为90个大气压，相当于人身处3000英尺深海之下受到的压力。

更令人沮丧的是，金星大气上层蕴含硫酸雨，而地面又如此黑暗，太阳能发电的效率几乎可忽略不计。

迄今唯一一个在金星表面生存过的航天器，是苏联于1982年发射的Venera 13探测器。它降落到金星表面一个平缓之地后，所有计算机都密封在一个钛压力容器内，即便如此，它也只“存活”了127分钟。

探测金星的想法一直盘旋在工程师的脑海，但大多数想法，本质上与苏联探测器的思路如出一辙—将绝缘容器内的电子设备与强大的空调系统连接，但动力来源可能是具有惊人放射性的钚动力斯特林发动机，而研制出一个此类系统，可能需要耗资数十亿美元。

类似的常规方法不仅困难重重，而且昂贵并有潜在风险。

另辟蹊径

既然最大的问题是电子产品，那么，为什么不摆脱它们，制造一个纯机械版的金星探测车呢？

这样脑洞大开的创意，来自NASA喷气推进实验室（JPL）工程团队。

他们希望了解能否在没有常规传感器、计算机或电力系统的情况下，建造一种全新概念的金星探测漫游车，这一项目也获得了NASA创意高级概念（NIAC）计划的资助。

工程师们为这种无需电子设备的漫游车取名为“极限环境自动车”（AREE），它将使用发条齿轮和弹簧等装置，提供漫游车拥有的大部分功能，包括发电、储能、感应、运动甚至通讯。

研究人员指出，在电子产品无处不在的现代世界，我们对机械构造的“实力”缺乏恰当认识。其实，早在两千年前，古希腊人就构建了堪称世界最古老的天文计算机—“安蒂基西拉机器”，它不仅能预测未来某个日期太阳和月亮在十二宫图中的位置，甚至还能借助由曲柄驱动的30多个相互啮合的青铜齿轮，精确预测水星、金星、火星、木星和土星的位置和运动状态。

随后，在17世纪到19世纪，执行各种算数功能的机械计算机也纷纷面世，并于20世纪40年代之后，广泛应用于火炮和炸弹的瞄准系统中。

JPL的AREE概念金星漫游车，正是基于机械计算理念，来确保其能在高温环境下运行数周、数月甚至数年。

一举多得

AREE项目领导者、JPL技术专家、机电工程师乔纳森·桑德尔正带领团队实现这个理念。“这个项目的目标，不是复制已经完成或将要完成的高温电子领域的成果，而是提供一套目前没有的解决方案，因此，可能需要很长时间才能开发出来”。

一旦开发出来，其应用范围也不仅仅局限于金星——它也能到太阳系其他地方，如木星卫星那样的高辐射环境“大显身手”。即便身处地球，AREE也可以被派遣到炎热的火山口或高放射性环境中取样。

AREE的另一个优点，是其能在非常高的温度下接受彻底的灭菌处理，而性能不受影响。如此一来，如果科学家们在太阳系其他行星（比如火星）冰盖下找到一个湖泊；或者在某处发现一些奇怪的生物在游动，就可以发送指令给这种无菌机械漫游车，让它直接采样，而不用担心会造成污染。

现在，AREE已获得NIAC第二阶段的资金支持，得以持续研发。团队正对运动系统进行更详细的研究，其中包括将坦克踏板转换为更强劲的轮式轮胎。

此外，工程师们还在研发高温机械时钟，这是所有自助机械计算机的基础部件之一，桑德尔表示，他希望未来一年内能建造完成并进行测试的雷达目标信号系统，可以取得令人振奋的成果。他说：“我们迫不及待想去金星看看。如果这台设备研制成功，它将成为人类见过的最具创造力的机器人之一！”

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