随着地球资源的日益枯竭,人类的目光逐渐投向了太空,尤其是蕴藏丰富矿产资源的月球、火星、近地小行星等。太空采矿,这个以往在科幻小说和电影中出现的场景,正在逐步走向现实。
前不久,我国首台太空采矿机器人在中国矿业大学诞生。一起去看看未来的“星际矿工”是什么样?
国内首个“星际矿工”诞生
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。刘新华教授告诉记者,之所以这样设计,主要是为了适应太空中的微重力环境。
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。
刘新华教授介绍,科研团队为太空采矿机器人设计了特殊的爪刺足。这属于一个阵列式的爪刺,微重力环境下,它的附着能力更强,抓地能力更强。在微重力环境下能够让它固定住进行采样,还能够根据地形进行移动。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。
“星际矿工”的“十八般武艺” 如何练成
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。如何让机器人练就“十八般武艺”?刘新华教授团队给太空采矿机器人搭建了一个特殊的“训练场”。
中国矿业大学机电工程学院副教授华德正介绍说,搭建这个环境一个方面是模拟近地小行星表面的风化程度,主要是以沙壤为主。另一块是微重力环境,设计悬吊机构,通过垂直的悬吊抵消它的重力,实现微重力的变化。
团队成员介绍,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。
人类在与太空采矿有关的关键技术上取得大量成果
据了解,目前全球科技界在地外天体钻孔技术、太空中原位资源利用等与太空采矿有关的多个关键技术上取得了大量成果。太空3D打印技术等一大批新兴技术涌现,也让我们对在太空制造组装采矿装备和利用太空资源充满期待。
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副教授李瑞林表示,向外太空发展是人类社会未来发展非常重要的一个阶段,是人类文明发展非常重要的一个阶段。去外星球发展,第一步就是资源,要解决资源的问题。所以这就是我们国家也包括我们自己做研究,重点在聚焦太空采矿,或者说月球资源的原位开采利用放在首位的原因。