Hop, Don't Roll: Hvordan de små japanske Rovers på Asteroid Ryugu bevæger sig

Hayabusa2

En kunstners illustration af Hayabusa2s MINERVA-II1A og MINERVA-II1B rovere, der udforsker overfladen af ​​asteroiden Ryugu. De små robotter hopper ved at rotere en intern 'torque', der sidder oven på en drejeskive. (Billedkredit: JAXA)



To små japanske rovere begyndte at udforske overfladen af ​​den store asteroide Ryugu i weekenden - men de færdes ikke i traditionel forstand af udtrykket.



De små robotter, kaldet MINERVA-II1A og MINERVA-II1B, rørte fredag ​​formiddag (21. september) efter at have adskilt sig fra deres Hayabusa2-moderskib, der har kredset om den 3.000 fod brede (900 meter) Ryugu siden slutningen af ​​juni.

MINERVA-II1A og MINERVA-II1B har ikke hjul som NASA's Opportunity og Curiosity Mars-rovere har-og det er der en meget god grund til. [ Japans Hayabusa2 Asteroid Ryugu -mission i billeder ]



'Tyngdekraften på overfladen af ​​Ryugu er meget svag, så en rover drevet af normale hjul eller crawlers ville flyde opad, så snart den begyndte at bevæge sig,' skrev embedsmænd fra Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) i en beskrivelse af MINERVA-II1A og MINERVA-II1B .

Så robotterne - som hver især måler 7 tommer brede med 2,8 tommer høje (18 x 7 centimeter) og vejer 2,4 kg. (1,1 kilo) - hop i stedet. De gør dette ved at flytte en 'torque' i deres indre, som hviler oven på en skiveformet drejeskive.

'Ved at dreje torkeret får en reaktionskraft mod asteroideoverfladen roveren til at hoppe med en betydelig vandret hastighed,' skrev et team af forskere under ledelse af JAXAs Tetsuo Yoshimitsu i en 2012 undersøgelse, der skitserede konceptet . 'Efter at have hoppet ind i det frie rum, bevæger det sig ballistisk. Med denne mekanisme, ved at ændre drejningsmomentets størrelse, kan hoppehastigheden ændres for ikke at overskride ... flugthastigheden fra asteroideoverfladen. '



MINERVA-II1-roverne styrer retningen på deres hopss ved at manipulere drejeskivenes orientering, tilføjede forskerne. Disse humle kan vare i 15 minutter og dække omkring 15 fod vandret afstand. Og roverne er designet til at træffe deres udforskningsbeslutninger autonomt uden retning fra Jorden.

Et nærmere kig på Japan Aerospace Exploration Agency

Et nærmere kig på Japan Aerospace Exploration Agency's MINERVA-II1-rovere leveret til asteroiden Ryugu af rumfartøjet Hayabusa2 i september 2018. Rover-1A er til venstre, med Rover-1B til højre. På bagsiden er dækslet, hvor de blev opbevaret.(Billedkredit: JAXA)



Dette mobilitetssystem blev ikke opfundet af hele klud til Hayabusa2 -missionen. Den samme grundidé blev indbygget i den originale MINERVA -beholder, der fløj ombord på JAXAs første Hayabusa -rumfartøj. Denne mission ankom i kredsløb omkring den stenede asteroide Itokawa i 2005 og formåede at returnere små korn fra rumstenens overflade til jorden fem år senere. Men MINERVA landede ikke med succes på Itokawa. (Og hvis du undrer dig, står MINERVA for 'Micro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid.')

Flere Ryugu -landinger kommer snart, hvis alt går efter planen. Hayabusa2 samler endnu en bantambeholder kaldet MINERVA-II2 samt landingsbakken MASCOT i skostørrelse ('Mobile Asteroid Surface Scout'), som blev bygget af det tyske rumagentur, DLR, i samarbejde med det franske rumagentur, CNES. [Asteroid Basics: A Space Rock Quiz]

Den 22-lb. (10 kg) MASCOT, der bærer fire videnskabelige instrumenter, er planlagt til at lande på Ryugu den 3. oktober. På trods af sin 'lander' betegnelse vil MASCOT være mobil, og den vil hoppe på en måde, der ligner MINERVA-II1's duo.

Dette foto blev taget af Minerva-II1A-roveren under et hop, efter at det med succes landede på asteroiden Ryugu den 21. september 2018.

Dette foto blev taget af Minerva-II1A-roveren under et hop, efter at det med succes landede på asteroiden Ryugu den 21. september 2018.(Billedkredit: Japan Aerospace Exploration Agency)

MASCOTs system 'omfatter en svingarm, der er fremstillet af wolfram, som accelereres og bremses af en motor, hvilket får hele systemet til at svinge, så MASCOT kan bevæge sig ved at' hoppe 'og dermed manøvrere sig ind i den position, der kræves for at udføre eksperimenterne , 'DLR -embedsmænd skrev i en MASCOT -beskrivelse .

Denne svingarm er inde i MASCOT, ligesom MINERVA-II1 drejningsmomenterne er inde i de små tragte. MASCOTs system vil gøre det muligt for landeren at rette sig efter behov og hoppe op til 230 fod (70 m) fra sted til sted, har DLR -embedsmænd sagt.

MINERVA-II2 er i mellemtiden et overraskende komplekst dyr. Denne lille tragt, der blev udviklet af et konsortium af japanske universiteter, pakker fire forskellige mobilitetssystemer ind i sine 2,2 lb. (1 kg) krop: en 'miljømæssigt afhængig knækmekanisme', en 'bladfjederbøjningsmekanisme', en 'excentrisk motortype mikro-hop-mekanisme' og 'en permanent magnet-type slaggenereringsmekanisme', ifølge en Hayabusa2 faktablad .

MINERVA-II2 er en 'valgfri' rover, oplyser dette faktablad. Så det er uklart i øjeblikket, om og hvornår roveren kører ned til Ryugu's overflade.

150 millioner dollars Hayabusa2 mission lanceret i december 2014. Dets hovedmål er at kaste lys over solsystemets tidlige historie og om den rolle, kulstofrige asteroider som Ryugu kan have spillet for at hjælpe livet med at komme i gang på Jorden.

Udover at indhente alle data indsamlet af moderskibet og overfladefartøjet ved asteroiden, har Hayabusa2 til formål at returnere en prøve af uberørt Ryugu -materiale til Jorden. Hvis alt går efter planen, skulle dette kosmiske snavs og sten røre under faldskærm i Australien i december 2020.

NASA har sin egen asteroide-prøveudtagning i gang. Det amerikanske rumagenturs OSIRIS-REx sonde er planlagt til at ankomme i kredsløb omkring den kulstofrige asteroide Bennu den 31. december og returnere prøver fra rumklippen i september 2023.

Følg Mike Wall på Twitter @michaeldwall og Google+ . Følg os @Spacedotcom , Facebook eller Google+ . Oprindeligt udgivet den demokratija.eu .