[解读科学]寻找外星生命的“蠕动者”——鳗鱼机器人问世

Published 13 May.2023 12:42(KST)

Updated 13 May.2023 12:51(KST)

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美NASA本月8日公开原型机
面向土星卫星“恩克拉多斯”探测研发
可探索冰层裂缝与洞穴

对于寻找外星生命的科学家来说，发现水和有机物质是一种希望的信号。但如果表面被厚厚的冰层封冻，探测就会变得困难。相比之下，像沙漠或岩石构成的火星表面，车轮或履带还能勉强通行，但在光滑的冰面、冰川或洞穴等地形上就会完全失控。为了解决这一问题，美国国家航空航天局（NASA）的科学家正在研发一种能够在冰面和狭窄缝隙中自由活动的鳗鱼形探测机器人，引发关注。

NASA喷气推进实验室（JPL）本月8日在其官网公开了这种“鳗鱼（eels）机器人”的样机和运行视频。该机器人名为“外星生态现存生命调查器”（Exobiology Extant Life Surveyor，EELS），机身像蛇一样细长，外圈被设计成类似旋转螺旋桨叶片的结构，机身多处安装了可扭转躯干、改变方向的关节。即便在雪地或冰面上，也能通过外圈刀刃的旋转向前推进。最前端是类似蛇眼的“头部”，内置摄像头，可以向上抬起或自由改变方向。关节还能弯折，实现一定程度的上下、左右弯曲，从而探测狭窄洞穴或岩石缝隙等地形。

NASA正在开发这款机器人，用于探测土星卫星之一——恩克拉多斯，这是太阳系内少数已发现存在水、因而被认为可能存在生命体的天体之一。2005年，NASA的“卡西尼”土星探测器在恩克拉多斯南极附近的“虎纹”裂缝中发现了喷出水冰颗粒的间歇泉。此外，这些水柱中还含有氢分子（H2）、甲烷（CH4）等多种含碳有机化合物，这些物质在地球上通常由有机生命体排放。

JPL项目经理Matthew Robinson表示：“它可以探索其他机器人无法到达的区域。虽然也会有专门针对特定地形的机器人，但EELS的开发理念是要具备探索各种地形和地物的能力。”

研究团队目前测试中的EELS由10个旋转段组成，机体分别采用两种螺旋结构制造：一种是直径约20厘米、可通用的塑料材质，另一种是为在冰面上获得推进力而设计的金属材质。其重量约100公斤，长度约4米。目前已在仿真冰场和模拟火星的沙地地形等多种环境中进行了运行测试。

NASA计划在这款鳗鱼机器人“头部”安装摄像头和激光雷达（Lidar，激光测距与成像技术）等设备，使其能够以立体（3D）方式感知周围环境。为开发这一功能，JPL研究团队还曾将EELS样机放入与恩克拉多斯环境相似的冰川裂缝中进行探测实验。由于地球与土星之间电波往返需要约1小时30分，机器人还将配备完全自主导航功能。最终目标是将关节数量增加到最多45个，并搭载各类传感器等科学仪器。