潮科技 | 上得去回得来！NASA 呆板人将操作火星泥土制造火箭燃料

原问题：潮科技 | 上得去回得来！NASA 呆板人将操作火星泥土制造火箭燃料

编者按：本文是 36 氪“界线打算”的转载内容，来自微信公家号“星际智汇”，ID：space_707。作者：中国航天体系科学与工程研究院 李薇濛；36 氪经授权转载。

一、“燃料工场”的首要装备

“燃料工场”的首要装备包罗可自由勾当的“风化层先辈外貌体系操纵呆板人”（RASSOR）和牢靠的集成式“加工场”。

RASSOR 由驱动体系和滚筒构成，，是一种可在低重力前提下发掘风化层的自动采矿车辆。RASSOR 驱动体系由电念头、变速箱等构成，在体系的最终质量中占很大比例。因为火星外貌重力加快度比地球小，难以行使平凡的重型发掘装备发掘泥土，NASA 行使无框电机、电磁制动器和 3D 打印钛外壳等，缩小呆板人体积，并将重量镌汰到现有发掘机的一半。下图为 “RASSOR” 呆板人样机表示图

RASSOR 有两个相对的滚筒，每个滚筒的边沿都装有几个发掘铲斗。当滚筒开始旋转时，支撑它的机器臂向下倾斜，铲斗迟钝提高，刮起少量的表层土，在地表形成浅浅的沟槽。滚筒是中空的，可网络和生涯发掘的泥土。另外，在发掘时，两个滚筒向相反的偏向旋转，抵消了大部门的反浸染力，使 RASSOR 可以或许在低重力下发掘。滚筒装满后，RASSOR 就会抬起手臂，向加工场驶去。卸货时，RASSOR 只需反向旋转滚筒，通过铲斗倒出泥土。

集成式的“加工场”认真处理赏罚接下来的使命。它行使机器起落机臂将 RASSOR 倒出的泥土抬升到工场的甲板上，并将其转移到烤炉中。烤炉会自动密封并开始加热。附着在泥土中的水分子由干燥的气体吹风机倾轧，然后用冷凝管网络，用于下一步回响。排清水分后，干燥的泥土就会被倾倒在地上，由 RASSOR 把它铲起并拖走。操作 NASA 正在开拓的 3D 打印要领，这些原料可用于制作掩护布局、阶梯和着陆平台。

二“燃料工场”的详细事变流程

1.开采：轮式呆板人通过旋转外部装有铲斗的滚筒发掘风化层。

2.运输：反向旋转滚筒，呆板人将网络到的风化层倾倒入起落机臂中。

3. 加工：烤炉加热风化层以提取水，水被电解成氢气和氧气。Sabatier回响器将氢气与从大气中网络的二氧化碳团结，发生甲烷燃料。

4.转移：呆板脐带臂将流体运送到移动贮箱中。脐带臂两头均配备气密门，以防备尘埃进入。

5.运达：贮箱呆板人将水、氧气和甲烷运送到人类栖身区和恒久储罐中。

6.行使和储存：宇航员耗损水和氧气（也用于栽培植物），而燃料则在低温液态下生涯以备未来行使。

三、面对的挑衅

在使命正式实验之前，NASA 还必要降服很多技能挑衅。

• 一是火星原位资源操作体系的子体系是否可以扩展以满意载人火星使命的需求。NASA 最近的研究表白，这样的体系必要在约莫 16 个月内出产约 7 吨重的液态甲烷和约 22 吨重的液氧。为此，NASA 必需确定在那边着陆和发掘以使产量最大化，必要几多台 RASSOR 发掘机，天天必要运行几多小时，二氧化碳冷冻机和 Sabatier 回响器的巨细及功率。更重要的是，NASA 必要辨认哪些隐藏的单点妨碍也许间断外貌发掘使命并耽误随后的载人使命，以便为体系添加恰当的一再和冗余模块。

  二是风化层外貌下的泥土-冰殽杂物的坚固水平有待研究。RASSOR 的铲子在发掘泥土与大冰块的殽杂物时结果最佳，但它不得当解析庞大、健壮的冰块。为了计划出最吻合、最有用的发掘装备，NASA 必要明晰火星外貌下的冰和风化层的组成，计划更伟大、更强盛的器材，以完成各类密度的泥土-冰殽杂物发掘事变。

  三是NASA 还必要办理恒久储存超冷液体的挑衅。压力容器、绝缘技能和原料不绝改造，但今朝的技能是否能支持火星外貌的恒久事变，还不得而知。

  四、将来打算

  在将来几年里，NASA 将研究办理上述全部挑衅。尽量恒久打算是前去火星，但NASA 但愿将月球作为中期方针：

  将起首在月球外貌试验大大都装备并举办微调，以低落直接前去火星的风险；

  继承进步全部原型组件的成果和成熟度，使 RASSOR 呆板人更强、更轻，并在相同于火星的情形中举办测试；

  继承测试与集成烤炉和电解槽，实行扩大二氧化碳冷冻机和 Sabatier 回响堆的局限，

  最终使火星“燃料工场”成为完全可以在火星上运行的体系。

  （中国航天体系科学与工程研究院 李薇濛）
  

  （编辑：湖南网）

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