5.太空畅游——空间机器人

人类开发和利用太空的能力在提高，但恶劣的空间环境给人类在太空的生存活动带来了巨大的威胁。在未来的空间活动中，将有大量的空间作业要做，这些工作是不可能仅仅只靠宇航员去完成，还必须充分利用空间机器人。

空间机器人主要从事的工作有：空间建筑与装配，例如无线电天线、太阳能电池、各个舱段的组装、人造空间站的建造等；卫星和其他航天器的维护与修理；空间生产和科学实验。

空间环境和地面环境差别很大，空间机器人工作在微重力、高真空、超低温、强辐射、照明差的环境中。

建成后的国际空间站

因此，空间机器人与地面机器人的要求也必然不相同，有它自身的特点。

首先，空间机器人的体积比较小、重量比较轻、抗干扰能力比较强。

其次，空间机器人的智能程度比较高，功能比较全。空间机器人消耗的能量要尽可能小，工作寿命要尽可能长，可靠性要求也比较高。

空间机器人

空间机器人在保证空间活动的安全性，提高生产效率和经济效益，扩大空间站的作用等方面都发挥了巨大的作用。

美好憧憬——旅居月球

到月球去定居可不是一件容易的事，首先要解决吃住的问题，没有水人类将无法生存，那么月球上的水够喝吗？月球是个缺水的星球，虽然在月球上发现了冰，但月球仍是一个干枯的星球。

1998年“轨道探测者”号携带的仪器分析表明，月球南极和北极表面厚40多厘米的土层中含有1000万～3亿吨水。但是，在月球上开采水以前，必须解决灰尘问题。

月球车

在每一次阿波罗号飞船执行任务时，都有一些细微灰尘污染仪器，这意味着机器人在月球上面漫游将非常艰难，甚至是不可能的。于是，科学家想用一个称为“诺曼德探险者”的大型月球车来取代传统的空间站，宇航员可在车内工作。

“诺曼德探险者”号将由一个大推力火箭送到月球，并在水源丰富的地方着陆，比如靠近两极。着陆后，它的机器人臂将它与一个辅助电源拖车连在一起。月球车和拖车拥有组合的燃料电池和太阳能充电系统，有足够的能源，它不仅可以行走数千英里，而且可以供6名宇航员在舒服的条件下工作生活。

“诺曼德探险者”号与传统的月球车的差别在于，在它的外面有一个活动罩。月球车停在着陆器边上，着陆器带着科学仪器和建筑材料包。每一个包都有一个垫子，机器人臂平整一个地方后将垫子打开，将仪器设备在垫子上放好。一切安顿好后，月球车也驶到垫子上，它的罩子下降，与垫子形成一个临时的气密连接。当罩子内充好空气后，乘员将仪器组装调试好。完成工作后，乘员返回月球车，并将罩子与垫子分开，到下一个站点工作。

以后，这罩子可以用来采集样品或维修仪器。当月球车从一个地方移动到另一个地方的时候，它还可以铺设上光缆，为永久居住提供通信装备。

星际漫步——登上火星

1997年7月4日美国航空航天局发射的火星“探路者”号宇宙飞船成功地在火星表面着陆，当时正是火星上日出前两小时。全世界的电视观众都目睹了这一壮举，它标志着人类在征服宇宙的长征中迈出了新的一步。

火星表面

火星距离地球1.92亿千米，无线电信号由火星传到地球需要19分30秒的时间。探路者号是1996年12月4日由德尔塔2型运载火箭在肯尼迪航天中心发射的，经过7个月的飞行才达到火星。它降落在一个盆地中，距美国以前发射的海盗号飞船的降落地点约1000千米。

火星探路者号

尽管1976年“海盗”1号及2号飞船登上火星，发现火星上没有生命，但这次的不同之处在于，“探路者”号飞船首次携带着“机器人车”登上了火星，这就是闻名世界的“索杰纳”火星车。“索杰纳”的任务是对登陆器周围进行搜索，重点是探测火星的气候及地质方面的数据。

“探路者”登陆器上带有各种仪器及“索杰纳”火星车。1971年，前苏联曾向火星发射了两辆火星车，但是一辆撞毁了，另一辆只工作了20秒钟。因此“索杰纳”是在另一颗行星上真正从事科学考察工作的第一台机器人车辆。

“索杰纳”是一辆自主式的机器人车辆，同时又可从地面对它进行遥控。设计中的关键是它的重量，科学家们成功地使它的重量不超过11.5千克。该车上面装有不锈钢防滑链条，有6个车轮，每个车轮均为独立悬挂。车的前后均有独立的转向机构，最大速度为0.4米/秒。

“索杰纳”

“索杰纳”是由锗基片上的太阳能电池阵列供电的，可在16伏电压下提供最大16瓦的功率。它还装有一个备用的锂电池，可提供150瓦/时的最大功率。当火星车无法由太阳能电池供电时，可由它获得能量。

“索杰纳”的体积小，动作灵活，利用条形激光器和摄像机，它可自主判断前进的道路上是否有障碍物，并做出行动的决定。“索杰纳”携带的主要科学仪器有：一台质子X射线分光计，可分析火星岩石及土壤中存在的元素，并提供储量数据。从1997年7月4日登上火星之后，“索杰纳”和“探路者”就开始传回火星红色岩石的图像及每日的天气情况。

在火星上工作的几个月里，“索杰纳”共行驶了90多米，分析了岩石成分，拍摄了500多幅照片，而登陆器的摄像机共拍摄了1.6万多幅图像，发回26亿比特的科学数据。索杰纳原来的设计寿命为7天，登陆器为30天以上。实际上“索杰纳”工作了3个月，是原设计时间的12倍多。

知识小百科

人类为什么要选择探测火星?

答案与人类自身有关。科学家认为，火星上有可能存在生命和液态水，它有可能是适合人类居住的另一颗行星，人类也就有可能向火星移民，开辟新的生存空间。因此，从上世纪60年代开始，美国、前苏联、欧洲以及日本都竞相开始探索火星的历程。

1964年11月5日以来，人类总共向火星发射了30多次宇宙飞船、火星探测器等，但三分之二以失败告终，可是科学研究一直没有排除火星上存有生命的可能性。目前，美国的“火星环球勘测者”号和“奥德赛”号仍在火星附近轨道上工作运转，传回大量珍贵的资料照片。

过去30多年，太空船展示给我们的火星是一个多岩、寒冷、覆盖在模糊的粉红色天空之下的不毛之地。科学家们已经发现，火星曾经有过火山活跃时期、存在流星撞击形成巨大陨石坑、以及瞬间洪水冲刷的痕迹等。