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NASA的火星水资源探测战略

NASA的火星水资源探测战略 星际航行
2024-04-07
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导读:NASA在火星探测水资源的方案


“NASA在火星探测水资源的方案”

NASA制定火星探索新战略

    美国宇航局制定了探索火星的新战略,这将使他们能够深入了解这颗红色星球的古代历史,并发现隐藏在其表面之下的宝贵资源。他们正在向火星发送一个巨型钻头。

HoneyBee推出 Redwater 钻井机器人

    HoneyBee机器人公司宣布,他们的Redwater机器人钻井系统已经完成端到端测试,将准备纳入下一轮火星任务。这家总部位于加州的公司,为太空探索创造新技术。他们设计并建造了一个大型坚固的寒冷天气钻机,能够向下挖掘超过25米,到达过去十年观测卫星在火星上探测到的水冰层。

使用模拟环境,测试系统功能

    最严格的测试部分是在模拟火星表面极冷条件的房间中进行的,并使用模拟土壤和超冷冰来测试构成Redwaters钻机硬件的混合系统。

火星温度可能会低至-128℃

    任何在冬季尝试过在北方气候下进行挖掘的人都会告诉您,这并不容易。土壤中的水会冻结到一定程度,形成水泥状的稠度,即使是高功率工具也难以突破。温度下降越低,这种效果就会增强。
    当凤凰号登陆器2008年降落在火星北极时,它发现了非常相似的情况,平均温度约为-60°C,地面被冻结成固体。火星的温度可能会比火星北极低得多,低至-128°C。

使用类似南极洲的探测方案

    为了解决这个问题,Redwater 用与科学家部署在南极洲土壤和冰上相同的技术建造,那里的温度可以低至零下88°C。
    第一个系统是连续油管的钻井方法,主要使用一个钻头,该钻头连接到一段灵活而坚固的金属管上,使用不同的方法将其推入钻孔中 。Redwater 使用一组滚轮夹紧管子并将其推入孔中。钻头本身就是所谓的底部钻具组件,包含用于运行它的电机和压缩器。

进入冰层后,使用Rodwell技术

    这个系统只在土壤中工作良好。钻进到火星地下20米以后,就进入冰层,需要采用另一套系统。这就是所谓的Rodwell技术。它在南极洲被广泛用于维护地下钻孔。
    首先利用钻头在冰的顶部形成一个小空腔,这可以确保新井的顶部有一层坚固的冰,以阻止土壤中的污染物进入。冰从那里融化到一个大井中,产生的水被抽回,同时保持一定的水位以供使用。
    使用这两种方法,HoneyBee工程师相信他们的RedWater设备应该能够创造稳定的水井供火星殖民地使用,即使是在较温暖的赤道地区。

展开的太阳能板提供电力

    钻头本身的设计适合直接安装在未来火星车上,该火星车包装成六角形包装,旨在尽可能高效。2019 年的工程师简报显示,机器人大型可展开的太阳能电池板应该能够提供钻井、加热和抽水作业所需的所有电力。

该系统同时提供水和氢气

    气动测试表明,RedWater可以使用压缩的火星空气或可以由水本身制成的火箭燃料成分,因此该机器可以或多或少地自给自足,同时提供饮用水和生产氢火箭燃料。这也是这个项目的最终目标。

    在火星上钻探不仅可以提供矿物质和水,还可以更清晰地了解火星上的水源分布情况。当然,现在的首要任务是测试RedWater,以便这些机器人团队可以挖井并在火星表面建立宜居的立足点。



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本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号,下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目,希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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