3秒概览 人类社会的所有研究,无论是社会科学,还是自然科学,都有一个共同的目标之一,就是回答生命来自于哪里?从目前的研究成果看,科学家普遍认为地球形成于45亿年前,生命诞生于38亿年前。当地球的陆地上还是一片荒芜时,在咆哮的海洋中就开始孕育了生命的最原始的细胞。 3分钟知识拓展 科学家设想,一种软体机器人能像鳗鱼那样游动,可以不依赖太阳能或核能系统,也不接收来自地球的燃料,而是完全依靠环境中现存的资源产生能量,或许通过电解地外海洋的液体来获取电能。 科学家构想,氢气和氧气的混合物将存储在机器人身体和四肢内,产生火花、点燃气体、传递到机器人的各个部位,气体的膨胀和紧缩则会驱动机器人的运动。此外,机器人将配备可伸缩、放电发光的皮肤,能够照亮周围的环境,还能根据情况在水下拍照。 运行在木卫二地下海洋的软体机器人(想象图)3分钟速读 随着人类文明的进步,特别是航天时代的到来,航天器发现太阳系中有很多冰球天体覆盖着广阔的海洋,人类通过雷达、空间天文望远镜、光谱分析和探测器等手段初步确定一些可能存在地外海洋的天体,如木卫二;木卫四;土卫二;土卫六等,科学家推断:这些天体的海洋环境,为生命提供了适宜生存的栖息地,所以,科学家认为在这些海洋里可能寻找到地外生命。 科学家针对木卫二冰壳下的海洋探索任务,提出了一种微型传感游泳机器人,这种机器人属于厘米级(长25cm)的机器人,其外形呈鱼雷状,内部配备四个关键子系统:科学仪器( MEMS传感器、光谱仪、摄像机)、执行器(超声波、压电、马达)、通信(超声波)和能源(电池、能量存储单元)。 微型传感游泳机器人既可以采用单个形式部署,也可以采用集群形式部署。这种微型传感机器人是通过热机械钻探,到达木卫二的数千米冰层之下,对其海洋环境进行取样和分布式测量,实现对木卫二的海洋环境的勾画。另外,这种微型传感机器人一旦到达或者锚定海洋冰层交界区,其灵活性将受到限制。 这种机器人的部署需要在木卫二上,钻一个冰窟窿,然后释放这种软体机器人进入木卫二的地下海洋。 利用热机械钻探,将微型传感游泳机器人群部署到千米深的木卫二海洋3秒挑战 从总体设计角度来看,首先需要了解木卫二的工作环境,比如飞往月球,就需要了解月球环境,掌握月球物理参数。火星有航天器的坟场的绰号,就是因为人类对火星的环境了解不够,才造成了飞往火星的探测器成功率是50%。目前,人类对气体行星了解甚少,如果要向木卫二和土卫六派遣机器人鱼,也就是水下机器人,首先要知道这些地外海洋的环境,海水充分和密度等物理参数。对于地球而言,水下机器人技术是比较成熟的了,但移植到地外海洋,还有很多问题需要探索清楚,才能成功。 探索地外海洋,无论是软体机器人方案,还是微型传感机器人方案,如果未来成为现实,将会给人类揭示出无数的奥秘。