NASA最新月球车抄袭中国设计!南华早报:祝融火星车令人绝倒的创意

NASA最新月球车抄袭中国设计!南华早报:祝融火星车令人绝倒的创意

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11月2日,南华早报报道了一个让人大跌眼镜的新闻,NASA位于加利福尼亚州的艾姆斯研究中心正在开发的 VIPER月球车“悬挂系统”设计参考了“祝融”火星车,而原因正是“祝融”火星车那“令人绝倒”的悬挂系统设计,可以在NASA火星车难以想象的困境中脱离!

祝融火星车安全工作500多天的秘诀:令人拍案叫绝的脱困设计

天问一号于2020年7月23日发射,次年2月10日进入火星轨道,在长达3个月多月的在轨运行并对火星地形测绘后,于5月14日在火星上成功着陆,并且祝融火星车在5月22日成功驶离平台抵达火星表面。

这是中国成为继苏联和美国之后第三个成功软着陆火星并建立起通信的国家,而且在一次火星探测中完成绕、落、巡的唯一“选手”,而在这个绕落巡任务中,祝融火星车完成的就是大家最为关注的巡任务的。

祝融火星车:个子不大任务很重

祝融火星车总质量为240千克,尺寸为2.6m × 3m × 1.85m,个头与机遇号差不多,但要比机遇号的185千克更重一些,但比火星2020计划中的“好奇号”和“毅力号”要小得多(重量只有毅力号的1/4),无需妄自菲薄,祝融号是我国的第一辆火星车,虽然任务是力保成功,但也有相当优秀的载荷设计:

供电为太阳能电池提供,而保温则是白天利用火星日晒的热量储存在10个正十一烷容器内,白天融化吸收热量,晚上固化释放热量,让“祝融号”度过火星寒冷的夜晚,避免了占用蓄电池的电能。除了惊艳的保温设计外,祝融号还有如下设备:

火星漫游者穿透雷达( RoPeR )探地雷达(GPR),能对火星地表下约100米处成像火星探测器磁力计( RoMAG ) 基于火星表面的移动测量获得地壳磁场的精细结构。火星气候站( MCS ):测量地表大气的温度、压力、风速和方向,并配有麦克风来捕捉火星声音。成为毅力号火星车之后第二个成功录制火星声音的探测器。火星表面化合物探测器( MarSCoDe ):进行火星巡视区表面元素、矿物和岩石类型探测多光谱相机( MSCam ) 调查矿物成分,以建立火星地表水环境与次生矿物类型之间的关系,并寻找历史上火星存在过液态水的痕迹导航和地形相机(NaTeCam)

其搭载的仪器决定了它的任务,其中最重要的任务就是“到处游荡”,2022年9月27日,祝融号官方微博发布了其四个多月来的“探地雷达”取得的成果:

基于4个月采集的低频雷达数据,通过精细分析和成像,首次获得了火星北方低地最大撞击盆地——乌托邦平原南部长约1171米剖面的高精度地下(<80米)结构分层图像,发现乌托邦平原自晚西方纪(35-32亿年)以来经历了多期次火表改造事件,至中晚亚马逊纪(大约16亿年以来)仍可能发育水活动相关的地质过程。

目前“祝融火星车”所在的乌托邦平原正处在火星北半球冬季中,火星的倾角比地球更大,轨道也更椭圆,因此火星的冬季,太阳能的“祝融”火星车只能进入休眠。

当然,令人欣喜的是祝融火星车的“轮组”和“悬挂系统”也交出了令人满意的答卷,截止“祝融”火星车在2022年5月18日进入冬季休眠模式以前,总共行驶了1921.5米,也就2千米不到,不值一提?事实上“祝融”火星车要求的并不是速度,而是在火星表面复杂的环境中陷入困境时能自我脱困保证其完成科学任务!

“祝融”的悬挂系统:令人绝倒

“祝融”火星车发布时就有个让很多朋友看不懂的轮组与悬挂结构,前后三个轮子(单侧)居然分成了两段,以杠杆结构连接,当时大家都在纳闷,但这居然是主动脱困的悬挂设计。设计团队假设了祝融号的几种困境:

1、轮组陷入松软的浮尘区域;2、轮组被乱石堆卡住;3、前方有无法跨越的障碍;

一般遭遇这种困境,NASA的火星车是依靠被动减震以及轮组的强大动力来脱困的,与地球上的越野车有些类似,用大马力低档位的大扭矩模式,暴力爬出困境。但“祝融”的设计完全不是这样,专门为脱困设计的悬挂系统简直让人叹为观止:

祝融的悬挂系统脱困有三种典型的模式:

1、让前轮翘起;2、让后轮翘起;3、让中间的轮子向上收;

分别应对了前中后三种轮组被卡到的情况,据设计团队称,这个设计借鉴了昆虫“尺蠖”的灵感,这种昆虫在移动时不是爬行,而是将前腿固定在物体表面,然后抬起身体中部,再向前拖动后退,这种看上去懒散的操作其实非常优秀,因为这比爬过障碍物要更节省能量,并且效率非常高。

南华早报报道称,祝融号的“悬挂系统”使用了“尺蠖模式”后,最高速度会略有影响,这对不要求速度的祝融完全没有问题,但在牵引力脱困能力上提高了80%多,因此团队毫不犹豫的取代了原来的设计。

NASA的前车之鉴:似乎并没有吸取教训

Sojourner(旅居者)是NASA的第一辆火星车,也拥有6个轮子,不过重量只有11.5千克,设计寿命为7天,但它工作了85天(地球日),却最终被卡在了一块石头上停止了移动,如果没有被卡到,也许它将能工作更久的时间。

勇气号(Spirit)火星车则是NASA的一辆明星火星车,从2004年一直工作到2010年,行驶了7.73千米,取得大量的研究成果,但非常不幸的是2009年末时它被卡在了一个软沙坑内,刚好车身有些倾斜角度影响了太阳能电池对准太阳充电,最终于2010年3月22日电池电量耗尽,与地球失联。

尽管有了这俩前车之鉴,NASA也尝试了多种悬挂与轮组,甚至每个轮子都独立悬挂和动力的设计都有,但却从来就没想过一种主动脱困的手段,不过现在他们终于想到了。据祝融号团队一名不愿透露姓名的科学家表示,NASA的阿尔忒弥斯的月球车“VIPER”参考了祝融火星车的“悬挂”设计。

他对此表示,尽管“VIPER”是四轮结构,而“祝融”火星车的是6轮,但两者“悬挂系统”的原理是一样的,他认为“就是中国设计的复制品”。美国长期以来一直指责中国窃取NASA的技术,并且还禁止中美两国进行科学交流,然而现实却被啪啪打脸。

中国科学家的忠告:再不合作要落后了

对于“VIPER”的抄袭,一位参与“祝融”火星车设计的高级研究员表示:

“美国宇航局是一个伟大的机构,拥有许多好的想法和创新。但他们遭受了预算削减、保守主义加剧和其他阻碍新技术采用的问题,”

VIPER改编“祝融”的设计可能“只是一个开始”。“中国正在开发许多令人兴奋的新技术。他们将来可能更多需要向我们复制。

这真是一个戏剧性的结果,因为中美之间的合作障碍不在中国,而是在美国!目前NASA就算想和中国航天合作,也被美国国会给挡住了!

沃尔夫条款:真限制得了中国?

2011年,第112届美国国会通过了沃尔夫条款,限制美中在航天领域的合作。 该条款规定不得利用联邦资金以任何方式与中国在太空项目上进行合作或协调,以及禁止NASA接待来自中国的任何官方访客,此后中美之间的航天领域交流基本停滞!

不止于此,NASA在2012年还出台了指引,解释称法令不仅适用于这些企业的一级机构,也包括其旗下的附属公司。上至国家、中至公司,连个人都全部断绝,甚至连中国籍的学者和研究人员都要受到严格审查。

2013年时NASA Ames的官员禁止中国科学家参加开普勒科学会议II。很多有正义感的科学家纷纷抵制这次会议,美方只能撤销了对几位科学家的禁令。2017年时美国驻华大使馆直接拒绝向负责中国月球和火星开发计划的一名专家发放签证,而这位被拒签的中国人就是中国探月与航天工程中心副主任于国斌。2019年10月,第70届国际宇航大会在美开幕,美国再次集体拒绝中国航天局代表团

沃尔夫条款的本意是限制中美航天交流,目的是扼杀中国航天事业的发展,然而从2011年以来的十多年时间里,中国连续完成了嫦娥探月系列任务、天问探火任务,并且已经成功建成了天宫空间站,中国的航天事业完全没有因为被美方禁止中美航天交流而中断,反而蒸蒸日上,与全球航天界的合作也正在如火如荼的展开;

我代表美国发言,希望中国成为合作伙伴

更让美方尴尬的是NASA局长尼尔森屡次要求嫦娥五号的数据与美方分享,没有得到回应后又指责中国在航天探索上不公开资料、指责中国偷窃美国技术,一边禁止与中国航天交流,一边又要将数据分享给美国,尼尔森将这种不要脸的精神发挥到了极致。

也许让美国下不来台的时候还没有到来,因为中国设下的目标是在2031年火星采样返回,而美国的火星采样返回计划却紧赶慢赶排到了2033年,各位不要误解,并不是中国要和美国竞争故意将时间排到前面,而是美国主导的火星采样返回计划太过复杂,不得不将时间延后,这要是2031年中国真的完成了任务,那么二十一世纪的斯普特尼克时刻就将到来,NASA的脸面往哪儿搁呢?

美媒的忠告:禁止中美科学交流损害了美国

10月31日,CZ-5B火箭将“梦天”实验舱送入了轨道,并在11月1日凌晨成功与天宫空间站对接,这是一个标志性事件,意味着中国的天宫空间站已经初步建成,各大媒体在第一时间都给予了报道,除了肯定中国航天在2年不到的时间内就建成了天宫空间站感到不可思议的中国速度以外,都表示中国航天已经给了美国强大的压力。

NASA目前在执行的阿尔忒弥斯计划与火星采样计划都被中国追着跑,而且后起的中国还有随时准备超越美国的可能!多个美媒表示,中国在航天领域的进步已经让美国的全球航天领导能力感受到了威胁。

早在神舟十三任务成功后CNN的报道中,就曾引用美国海军战争学院国家安全事务副教授戴维·伯巴赫看法“美国的许多盟友正在和中国就太空探索接触以交流或学习,双方都能各取所需,显然美国对这些行为是失控的,美国也不可能从这样强硬的态度中获得好处。”

Defense360智库也曾在2019年的一篇文章也表示“沃尔夫条款无助于促进人权,它给中国提供了挑战美国宇航局在民用太空探索领域的领导地位的机会。”

笔者认为NASA仍然是全球首屈一指的科学机构,但已经不是当年一株独秀的时候了,目前已经有了强大的挑战者,尽管中国航天并不是要挑战NASA的地位,我们只是按自己的时间表来执行宇宙探索计划。

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用户评论
  • 1838310tovj

    我们的目标是全面碾压这些垃圾

  • 听友442156957

    英美国家是邪恶和恶魔的化身