인류는 별을 여행하는 꿈을 꾸었지만 불행히도 우주는 인간의 삶에 적대적입니다. 우주 비행사는 외계 행성에 발을 딛기 전에 로봇이 먼저 일을하도록 보내집니다. 2020 년 현재, 화성은 로봇으로 완전히 채워진 유일한 행성입니다. 아마도 언젠가는 더 많은 것이있을 것입니다. 우주가 던질 수있는 모든 것을 견딜 수있는 행성 로버를 건설하려면 무엇이 필요합니까?
행성 로버는 무엇을할까요?
로버를 설계 할 때 엔지니어는 먼저 자신의 작품을 수행하기를 원하는 작업을 고려해야합니다. 과학자들은 탐구 할 때 다양한 종류의 암석과 토양의 샘플을 가져 가야합니까? 로버는 다른 종류의 지형을 가로 질러야합니까? 지구와 지속적으로 접촉하거나 정기적 인 일정에 따라 정보 패킷을 보내겠습니까?
디자이너가 로버가 외계인 행성에서 수행 할 작업의 종류에 대한 아이디어를 얻으면 최종 디자인을 만들기가 더 쉬워집니다. 그들은 장기 여행을 마치고 작업을 시작할 수있는 후 장치가 직면 할 내용을 더 잘 이해할 것입니다.
기본 사항을 분해
행성 로버가 목적지에 도달하면 어떤 일을하더라도, 기본적인 장비 엔지니어가 설계에 포함시켜야 할 몇 가지 기본 장비 엔지니어가 있습니다. 여기에는 다음과 같은 다양한 항목이 포함되지만 다음과 같은 다양한 항목이 포함되지 않습니다.
- 바디 그것은 로버의 모든 장비와 운영에 필요한 모든 것을 수용 할 것입니다.
- 뇌 로버를 직접 제어하고 홈베이스와 통신하여 지구의 운영자로부터 새로운 주문을 얻을 수 있습니다. 로버가 외계인 행성과 상호 작용하는 데 사용할 수있는
- 무기. 여기에는 끝에 도구 나 센서가있을 수 있습니다.
- 머리와 목 여기에는 로버 주변의 영역을 직접 관찰하기위한 카메라 및 기타 센서가 포함되어 있습니다. 이 구성 요소의 정확한 디자인은 어디로 가고 있는지와 도착할 때 수행하도록 프로그래밍되는 작업에 따라 다릅니다.
- 다리, 바퀴 또는 기타 도구 풍경을 가로 지르기 위해. 디자인은 로버가 목적지에 도달 할 때 직면하는 것에 달려 있습니다. Mars Rovers는 다양한 수준의 성공으로 바퀴와 트레드를 모두 사용했습니다. 미래의 모델은 다리를 사용할 수 있습니다.
- 전원 모든 것을 계속 실행합니다. 이전 로버는 핵, 태양 및 배터리 파워의 조합을 사용하여 화성 표면에서 계속 작동했습니다. 그러나 탐사가 태양으로부터 더 나아가면서 태양 광 발전은 행성 로버에 에너지를 제공하는 데 실용적이지 않을 것입니다.
이 6 가지는 실제로 로버를 만드는 데 필요한 전부입니다. 매우 간단하게 들리지만 여기에서 훨씬 더 복잡해집니다. 결국 그들이 로켓 과학이라고 부르는 이유가 있습니다.
지구에 프로토 타입을 구축합니다
과학자와 엔지니어가 로켓의화물 용기에 로버를로드하기 전에 지구상에서 풀 사이즈 프로토 타입을 만들어야합니다. 외계인 행성의 표면에 닿 자마자 분해되어 기능을 중단하려면 로버에 수백만 달러를 소비하는 데 아무런 의미가 없습니다. 그것은 많은 돈을 낭비하고, 태양계의 대부분의 행성에 도달하는 데 얼마나 걸리는지 고려할 때, 많은 시간도 있습니다.
.로버는 출시 준비가되기 전에 다양한 프로토 타입 단계를 통과해야합니다. 엔지니어들은 기계가 의도 한대로 수행 할 것이라고 확신 할 때까지 디자인을 연마하고 조정합니다. 목표는 많은 버그를 해결하고 출시 전에 가능한 많은 문제를 해결하는 것입니다. 지구상에서 목적지보다 문제를 해결하는 것이 훨씬 쉽습니다.
행성 로버 는 어떻게 외부 공간에서 살아남는가 ?
로버를 건축하는 동안 준비하기 어려운 것이 있습니다. 로버는 극심한 열과 차가운, 충격, 중력 및 과도한 속도와 방사선이 적용됩니다. 이는 여행에 있습니다. 화성이나 다른 외계 행성에 착륙하면 고려해야 할 모든 종류의 변수가 있습니다.
예를 들어, 모래 폭풍은 붉은 행성에서 엄청난 위협입니다. 실제로 NASA는 거대한 모래 폭풍이 지구 표면의 절반 이상을 덮은 후 기회 로버와의 접촉을 잃었습니다.
로버는 외부 공간에서 가혹한 조건에서 살아남을 수있는 합금 및 기타 재료로 설계되었습니다. Kevlar와 알루미늄은 인기있는 선택이며, 차가운 어두운 공간에서 생존하고 기능 할 수있는 다양한 강화 탄소 복합재 및 기타 유사한 재료도 있습니다.
외계인 세계 탐험
2020 년 현재, 인간은 로버를 화성으로 보냈으며 나머지 성간 탐사는 프로브 및 궤도로 제한되었습니다. 과학자들은 결국 항상 다른 세계를 탐험 할 수있는 로버를 만들어야합니다. 엔지니어들은 이미 호기심과 기회와 같은 표면 주위를 굴리지 않는 수생 로버 인 Bruie에서 이미 일하고 있습니다. 대신, Bruie는 Europa 및 Enceladus와 같은 얼어 붙은 달의 얼음 아래에서 뛰어들 것입니다. 그들은 남극 대륙과 같은 얼어 붙은 기후에서 얼음 아래로 보내서이 수중 로버를 테스트하고 있습니다.
가스 거인은이 거대한 행성이 생성하는 열과 압력을 견딜 수있는 무언가가 필요합니다. 아마도 과학자들은 분위기 안팎으로 뛰어 들어 샘플을 가져 와서 두꺼운 구름 층을 탐험 할 수있는 새 로버를 만들 것입니다. 이 로버들은 금성과 같은 행성을 탐험 할 수 있습니다. 로마의 사랑의 여신으로 지명 된 행성은 두꺼운 대기 때문에 태양계에서 가장 높은 온도를 보게됩니다.
이 시점에서 엔지니어와 디자이너를 제한하는 유일한 것은 자금 지원과 상상력입니다. 그들은 새로운 로버를 만들기 전에 목적지를 염두에 두어야합니다. 어쩌면 언젠가 우리는 갤럭시의 어느 곳에서나 보낼 수있는 한 가지 크기의 로버를 만들 것입니다. 현재, 각 모험적인 로봇은 집에 전화 할 지구를 위해서만 설계된 맞춤형 창작물입니다.
홈베이스와 연락을 유지합니다
로버를 만들 때 고려해야 할 가장 중요한 것 중 하나는 지구의 미션 컨트롤과 어떻게 통신하는지입니다. NASA 엔지니어는 제한된 양의 자율성으로 로버를 프로그래밍 할 수 있지만, 외계 행성을 탐색 할 때 장치가 기록한 데이터를 통신하고 수집 할 수있는 방법도 있어야합니다. 대부분의 현재 로버는 UHF (Ultra-High Frequency) 라디오 파를 사용하여 정보를 보내고 주문을받습니다. 지금은 무선 신호가 발신자에서 수신기로 이동하는 데 5 분에서 20 분 정도 걸리고 다시 보내는 데 같은 시간이 걸립니다.
더 많은 인간 탐험은 지구에서 움직일수록 정보를 보내고받는 데 시간이 오래 걸립니다. 로버는 특히 비상 사태에서 안전하고 달리기를 유지하기 위해 일부 부문에서 자율성이 증가해야합니다. 예를 들어, Parker Solar 프로브는 현재 태양을 공전하고 있습니다. 거리로 인해 데이터를 보내거나받는 데 약 8 분이 걸립니다. 한 번의 잘못된 움직임과 프로브는 1 초 이내에 파괴 될 수 있으므로 NASA가 새로운 주문에 응답 할 때까지 기다릴 수 없기 때문에 자체적으로 결정을 내릴 수 있어야합니다.
Planetary Rovers 'Footsteps에서 다음
궁극적으로 로버의 목표는 정보 수집만이 아닙니다. 이 작은 로봇은 우주 비행사가 화성에서 첫 발걸음을 내딛거나 더 멀리 떨어져있는 길을 신속하게 포장하고 있습니다. 결국, 탐험 할 우주가 있습니다. Planetary Rovers는 공간의 흑암 속에서 인간에게 안전한지 확인하는 기계식 탐험가입니다.
아마도 언젠가 인간 우주 비행사는 말 그대로 다른 행성의 발자취를 따라갈 수 있습니다. 로버스와 과학적 발전 덕분에 모든 것이 가능합니다.
특집 이미지 출처 :NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Grading, 왜곡 보정, 사소한 지역 조정, 작물 및 Tiff-File :Julian Herzog, Public Domain, Wikimedia Commons를 통한 렌더링을 포함한 파생물
