研究人員想出了一個輕型、飛碟型態的探測器,可以飄浮過月球表面、以及其他沒有空氣的星體表面,例如小行星。

動力來源

這台「飛碟」會藉由電場來驅動,而此電場是由於直接暴露至太陽及其周圍的電漿而建立起來的。在缺乏大氣之下,接觸太陽會產生電荷,能夠使塵土懸浮超過月球表面 1 公尺,而我們有可能利用這個能量。

這台探測機會用一種稱作麥拉(Mylar)的材料製成;當被太陽光束打到時,麥拉會自然地帶著相同的電荷。微小的離子束會被用來幫這台探測機充電,也會提高自然表面電荷,而與重力抵銷。

麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)的航太工程師保羅·洛薩諾教授(Paulo Lozano)說:「藉由一台懸浮的探測器,就不需要擔心輪子或移動構件了。小行星的地形可能是完全不平的,而只要我們有掌控好的機制來保持探測器漂浮著,那麼我們就可以跨過很粗糙、未探索過的地形,而不用躲避小行星的地形干擾。」

實驗原理與初始結果

稱作為離子-液體離子源的離子推進器(ion thruster),是小型的噴嘴,過去被用來在太空中推動衛星。實際的燃料是熔融態的鹽,當它們被電荷打到時,會以射線的方式射出噴嘴。在此,電荷會被轉移到底下的表面,以補充其自身的自然電荷。數學模型證實這個點子能夠實行,且會提供足夠的推力,讓滑行的探測器懸浮離地。

在使用離子-液體離子源來產生靜電力的實驗室實驗中,研究團隊能夠讓一台重約 60 公克的小型、手掌大探測器懸浮。所需要的力會取決於行星體的大小。

洛薩諾教授說:「這種離子設計使用非常少的能量來產生很多的電壓。所需的能量是如此小,以至於我們幾乎可以免費做到這件事。」

當你正在為前往月球(或太空中任何地方)的旅行打包時,重要的是要行李越輕越好,因為較重的行李需要更多燃料,且會花更多的錢來啟航。在這個例子中,研究人員提出的探測器會自然地獲取大量的能量。

後續目標

不過,目前的分析僅僅證實懸浮是可能的。研究人員說,為了讓探測器能夠升高到一個可觀的高度,進一步建立模型是必須的,但是基本的計算是合格的。

像是靈神星(Psyche)的小行星也可以透過這種探測器來探索。藉由一台不會受不平的表面給干擾,且可以從自然的電場獲得一些自己能量的探測器,這給予研究人員們一個方式,來近距離地檢視這些岩石的星體。

來自 MIT 的美國太空總署(NASA)太空科技研究員奧立佛·嘉-理查斯博士(Oliver Jia-Richards)說:「我們把使用這個,想成就像日本太空局發射的隼鳥任務(Hayabusa missions)一樣。那艘太空船在一顆小行星附近運作,並在其表面上部署小的探測器。相似地,我們認為一項未來的任務,可以送出小型的盤旋探測器,來探索月球或其他小行星的表面。」

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參考資料:

  1. Nield, D., (2021, December 29). MIT Scientists Design a ‘Flying Saucer’ that Could Float Across the Moon. ScienceAlert
  2. Jia-Richards, O. et al., (2021, March 31). Electrostatic Levitation on Atmosphere-Less Planetary Bodies with Ionic-Liquid Ion Sources. Journal of Spacecraft and Rockets. doi.org/10.2514/1.A35001
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/mit-scientists-invent-a-flying-saucer-that-could-cruise-across-the-moon(圖:MIT)
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