飞到木卫二上潜水

http://www.sina.com.cn 2007年03月20日11:13 外滩画报

  也许人们苦苦寻找的外星生物存在于那些外星球的深处?美国科学家们正着手利用潜水机器人去木卫二冰冻表层以下的海洋里寻找生命的迹象。

  编译/ 元宝

  火星叔叔马丁被证明并非来自火星。2004 年,“勇气号”火星车已经巡游过那片荒漠,只发现了一些水存在过的所谓证据。然而太阳系内或许会有些低等生命,存在于太阳系的其他行星—主要是几个卫星上。

  近些年,人们把注意力更多地投向木卫二(Europa)。2003 年, 伽利略号之所以选择一定要坠毁在木星上,就是为了避免从地球带去的微生物,污染可能存有“本土生物”的木卫二。木卫二是颗“极度深寒”的星球,它的表面上有厚厚的冰层,天体学家们认为,那冰层之下的海洋,也许比地球上的海洋更加宏伟壮观,里面很可能有生物存在。

  如此一来,潜水机器人就派上了用场。美国航空航天局希望能使用一种新的探测器,去深入到木卫二的内部,像在地球上搞深海或洞穴探测那样,去探测木卫二的海洋。

  洞穴探险家的太空探索

  自主式水下探测器(AUV)是水下无人探测器(UUV)的一种。从上世纪中期,就开始研发并广泛应用于海上石油与天然气的钻探开发,以及军事等领域。著名洞穴探险家比尔斯通(Bill Stone)就是这方面的专家,他领导的一个国际小组,曾经研发出很多潜水装置和漫游设备,进行了N多次探险活动,来探索那些地球上最深的、最危险的洞穴。这位比尔斯通还是个铁杆天文迷,有着顽固的太空梦想,他一直想成为一名宇航员。对他来说,那些洞穴只是试验场,在地球上所积累的经验、所发明的设备,都是为了探测太空或是建立永久性太空基地作准备。这正与航空航天局的需求不谋而合。

  其实比尔斯通早就是航天工作者了,这位结构工程学博士在航空航天局的资助下,正在研发一个全新的探测器⋯⋯DepthX,它是史上最先进的水下机器人。和它的发明者一样,DepthX 也是一个洞穴探险家,它能在远离地面的艰苦环境下自主运动并且有效工作。如果一切顺利,它将被发往太空,去木卫二冰冻表层以下的海洋里寻找生命的迹象。

  潜水机器人就像巨大的橙色眼球DepthX 看上去像个巨大的橙色眼球。不过,这只橙色的大眼球远非只能接收信息的感觉器官,它有它自己的思维。它身上镶嵌着54 个声纳感应器,能够分秒不停地收集有关数据,它体内的计算机系统会处理这些数据,从而构建出它的周围环境。

  DepthX 内部安装的惯性制导仪、驱动引擎、深度量仪等等装置,相当于它的感觉和运动器官,计算机系统则相当于它的大脑。这只会独立思考的大眼球,能够知道自己的精确位置,还能绘制周围环境的三维图像,即同步定位与绘图系统(SLAM)。

  在得克萨斯州奥斯丁市的一个测试池中,大约7 英尺宽的橙色潜水机器人DepthX 在池水里划出优美的弧线,突然像鲸一样浮出水面,伴着嘶嘶嘶的声响,然后继续潜入水中。比尔斯和众多专家们忙着对DepthX 进行功能测试,他们的目标是让DepthX 能够完全自主运行。另外,要适应超高压、超低温、黑暗潮湿、多障碍多碰撞的冰水环境。DepthX还有不少有待完善之处。最近,比尔斯通他们将到墨西哥的一个神秘洞穴做进一步的测试,那个洞穴的环境极其恶劣,不断喷出有毒的热水和蒸气。

  他们会让DepthX 潜入那个从来没有人,也不可能由人类直接进入的地下洞穴。它将在大约1000 英尺深的炼狱里,进行科学研究活动。

  木卫二探索分三个阶段

  航空航天局草拟的木卫二探索行动分三个阶段:第一阶段是着陆,第二阶段是融化深达数英里的冰层,最后是由DepthX 来执行探索任务。全世界还有许多专家也在做着比尔斯通所做的事,有不少此类探测器或机器人正活跃在地球上那些人迹罕至的角落。

  2005 年,英国南安普敦海洋研究中心的一个自主式水下探测器,在执行自然环境调研理事会(NERC)的研究任务时丢失,地点在南极洲靠近南非海岸线的冰架下。但愿同类事故不会发生在DepthX 身上,尤其是,英国人的那个探测器是在地球上失踪的,而DepthX 要去的却是木卫二,它要潜入那片与地球隔着茫茫太空的、人们对其知之甚少的阴暗的冰海。

  更多精彩内容请关注2007.03.22第225期《外滩画报》


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