科学探索|麻省理工学院工程师测试新型悬浮月球车概念( 二 ) 麻省理工学院工程师测试新型

【科学探索|麻省理工学院工程师测试新型悬浮月球车概念】通过将额外的推进器对准地面并发射正离子来放大表面的电荷，该团队推断，升力可以对漫游车产生更大的力量，足以使其浮离地面。他们为这种情况建立了一个简单的数学模型，并发现在原则上它可以发挥作用。
基于这个简单的模型，研究小组预测，一个小型的漫游车，重约两磅，可以使用10千伏的离子源，在像Psyche这样的大型小行星上实现离地约一厘米的悬浮。为了在月球上获得类似的升空，同样的漫游车将需要一个50千伏的源。
“这种离子设计使用很少的功率来产生大量的电压， ”Lozano解释说。“所需的功率非常小。”
为了确保该模型代表了在空间的真实环境中可能发生的情况，他们在Lozano的实验室里进行了一个简单的方案。研究人员制造了一个小型的六边形测试车，重量约为60克，尺寸约为一个人的手掌大小。他们安装了一个指向上方的离子推进器和四个指向下方的离子推进器，然后用两个校准为抵消地球引力的弹簧将该飞行器悬挂在一个铝制表面。整个装置被放置在一个真空室中，以模拟月球和小行星的无空气环境。
研究人员还将一根钨棒悬挂在实验的弹簧上，并利用其位移来测量推进器每次发射时产生的力量。他们对推进器施加各种电压，并测量所产生的力，然后用这些力来计算飞行器单独可以悬浮的高度。他们发现这些实验结果与他们的模型对同一场景的预测相吻合，使他们相信模型对悬浮在Psyche和月球上的漫游车的预测是现实的。
目前的模型旨在预测简单地实现悬浮所需的条件，对于一个2磅重的车辆来说，刚好离地约1厘米。离子推进器可以用更大的电压产生更多的力，以使车辆离地更高。但是Jia-Richards表示，这个模型需要修改，因为它没有考虑到发射的离子在更高的高度会有什么表现。他说：“原则上，通过更好的建模，我们可以悬浮到更高的高度。”
在这种情况下， Lozano说，未来的月球和小行星任务可以部署漫游车，使用离子推进器在未知的、不平整的地形上安全地悬停和机动。
“有了悬浮式漫游车，你就不必担心车轮或移动部件， ”Lozano说。“一颗小行星的地形可能是完全不平坦的，只要你有一个可控的机制来保持你的漫游车悬浮，那么你就可以走过非常粗糙的、未开发的地形，而不必在物理上躲避小行星。”