
近日,我国首台太空采矿机器人在中国矿业大学诞生。
太空采矿机器人要在地外星体上完成地质勘探和矿物采集任务,钻探属于必备技能。在地球重力环境下,机器人本身的重量就足以支撑钻头钻进,而月球重力只有地球的1/6,小行星上大多是低微重力,如何让钻头顺利钻进星体表面就成了大问题。
中国矿业大学刘新华教授团队研发的多功能太空采矿机器人,与时下火爆的人形机器人以及机器狗等不同,太空采矿机器人的基本形态为六足模式,有三个轮足和三个爪足。刘新华教授表示,之所以这样设计,主要是为了适应太空中的微重力环境。
为解决失重带来的漂移,科研团队想到了模拟昆虫的爪刺结构,于是,为太空采矿机器人设计了特殊的爪刺足。其不仅能适应太空的微重力环境,“采用仿生六足移动结构”,机器人足末端有车轮和锚固结构两种配置,也让它可以在小行星坑洼不平的地面上行走。目前,太空采矿机器人原型机已经向有关部门申请专利,并且通过了初审。
太空采矿机器人要在太空星体上完成探矿采矿工作,不仅要面对微重力的问题,还要面对极端温差、真空、太空辐射以及重量体积限制等一系列难题。为了攻克一系列难题,刘新华教授团队给太空采矿机器人搭建了一个可以模拟近地小行星表面微重力环境的“训练场”。经过在沙盘上不断训练,目前,通过六足差动系统悬架、离合器等协同工作,太空采矿机器人已经可以根据工作环境调整自身结构形状,适应地外星体的复杂地表环境。要掌握更多勘探的绝活,太空采矿机器人还需要到中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室进行“进阶训练”。
开发太空资源不仅是科技竞争的制高点,更承载着未来人类文明可持续发展的希望。专家介绍,基于现有的空间科学技术、航空航天技术以及采矿技术等,人类有望在几十年内实现试验性开采近地星体上的太空资源。
20世纪50年代末以来,全球成功登月并开展探测任务的月球探测器和载人飞船已有80多个,积累了丰富的月球探测相关资料。目前中国、美国、俄罗斯等国都制定了载人登月计划,月球资源极有可能成为人类最先开发利用的太空资源。据了解,在神舟十六号载人飞行任务新闻发布会上,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球,开展月球科学考察及相关技术试验。