NASA的DuAxel：改造可以探索最艰难地形的漫游车

在这里可以看到DuAxel漫游车正在参加莫哈韦沙漠中的现场测试。四轮流浪者由两个Axel机器人组成。一部分固定在适当的位置，而另一部分则使用系绳探索本来无法进入的地形。

NASA的DuAxel由一对两轮车制成，旨在使月球，火星及其他地方的陨石坑侧面和近乎垂直的悬崖下降。

一辆漫游车在多岩石的地形上行走，它的四个金属轮在四处飞溅，直到它们遇到看似无法逾越的危险：陡峭的斜坡。下面是科学目标的潜在宝库。对于典型的漫游车，操作员需要找到另一个目标，但这就是DuAxel，这是一种针对此类情况而建造的机器人。

流浪者实际上是由一对两轮流浪者制成的，每个都称为Axel。为了进行征服和征服，流动站停下来，降低其底盘并将其锚定在地面上，然后基本上分成两部分。在DuAxel的后半部分（“ dual-Axel”的缩写）牢固就位的情况下，前半部分解开并在单根轴上滚动。现在，将这两个半部分连接在一起的是一条系绳，当导轴接近危险并沿斜坡向下倾斜时，可以使用存放在其轮毂中的仪器来研究通常情况下无法到达的具有科学吸引力的位置。

既具有长途行驶能力又具有沿科学难以到达的区域坠落的能力的灵活漫游车，已在加利福尼亚州的莫哈韦沙漠进行了现场测试，以展示其多功能性。DuAxel由两个Axel机器人组成，旨在探查月球，火星及其他地方的陨石坑壁，坑，陡壁，喷口和其他极端地形。

这种情况是在去年秋天在莫哈韦沙漠进行的一次现场测试中展现出来的。当时，来自南加州NASA喷气推进实验室的一小小组工程师对模块化漫游车进行了一系列挑战，以测试其设计的多功能性。

JPL的机器人技术专家Issa Nesnas表示：“ DuAxel在该领域表现出色，成功展示了其在具有挑战性的地形，锚点以及脱离系留的Axel漫游车方面的能力。“然后，Axel自动在陡峭的岩石坡道上进行机动，部署其仪器而无需使用机械臂。”

在相同的现场测试中，DuAxel漫游车分成两个单轴机器人，这样一个人就可以在传统的漫游车过于陡峭的斜坡上速降。

创建两个可以与一个中央有效载荷组合成一个的单轴流动车的想法是最大程度地提高多功能性：四轮配置有助于在崎不平的地形上行驶很长一段距离。两轮版本提供了更大的漫游者无法做到的敏捷性。

内斯纳斯补充说：“杜克塞尔开放了进入月球，火星，水星等行星天体以及木星卫星欧罗巴等冰冷世界的更极端地形的通道，”内斯纳斯补充说。

考虑到这些静静世界上的陨石坑壁，坑，陡壁，通风口和其他极端地形，具有很高的灵活性。这是因为在地球上，可以在岩石露头和悬崖壁上找到一些学习地质的最佳位置，过去许多地方都被整齐地暴露在悬崖上。他们很难到达这里，更不用说其他天体了。

对于JPL的行星地质学家Laura Kerber来说，流动站的机动性和进入极端位置的能力是一个诱人的组合。她说：“这就是为什么我觉得Axel漫游车非常令人愉悦的原因。”“它并非总是试图保护自己免受跌落或翻倒之类的危险，而是旨在承受这些危险。”

两轮驱动的Axel沿坡道下降，同时与锚定在坡道上方的对应绳索拴系在一起。系绳可以用作各种攀爬绳，同时还可以提供动力和通讯方式。

两台机器人车辆合而为一的激进概念起源于1990年代后期，当时美国航空航天局（NASA）开始探索模块化，可重构，自修复流动车的构想。这激发了Nesnas和他在JPL的团队开发出结实，灵活的两轮机器人，该机器人后来被称为Axel。

他们设想了一个模块化系统：例如，两个Axel可以停靠在有效载荷的任一侧，或者三个Axel可以停靠在两个有效载荷，依此类推，,创建了一个“列”的Axels，能够传输许多有效载荷。这个概念还满足了NASA挑战的“自我修复”要求：如果一个Axel失败了，另一个可以取代它。

直到2006年，Axel的开发一直集中在模块化运输上，直到2006年火星表面的卫星成像显示出火山口壁中的沟壑。后来，发现似乎是季节性液态水​​的季节性流出（一种被称为重复坡地线的暗特征）的现象引起了人们对使用机器人进行采样的兴趣。科学家想知道沟壑和反复出现的坡度线是由水流还是其他原因引起的。

在火星温暖的季节里，火山口斜坡上经常会出现称为“重复斜坡线状”的深色条纹，这是由美国宇航局（NASA）的“火星侦察轨道”上的HiRISE摄像机拍摄的这一系列观测结果中所看到的。DuAxel漫游车的设计目的是向无法进入的地区速降，以对其进行研究。

但是对于传统的流动站来说，坡度太陡了，甚至对于好奇号或即将落地的恒心流动站来说，这两种设计都是为了穿越最大30度的坡度。要直接探索这些功能，将需要使用另一种车辆。

因此，纳斯纳斯（Nesnas）和他的团队开始开发一种可与着陆器拴在一起的Axel版本，不仅可以使用拴系索下降陨石坑侧面或陡峭的峡谷壁，而且还可以提供电力并与着陆器进行通讯。它的车轮可以配备超高的履带板或胎面，以增加牵引力，而轮毂可以容纳显微镜，钻头，样品收集勺和其他用于研究地形的仪器。要转动，两轮车轴只会使其中一个车轮的旋转速度快于另一个车轮。

对这个概念的灵活性的兴趣导致了两轮设计的蓬勃发展，其中包括NASA JPL的A-PUFFER和BRUIE，这将探索的可能性扩展到了新的目的地和应用，包括在冰冷的世界中进行水下作业。

尽管Axel具有多种用途，但与固定式着陆器结合使用时仍存在明显的局限性：着陆器将需要位于陨石坑一侧的垂降距离内-要求一定程度的着陆精度，这对于行星飞行任务而言是不可能的。

为了消除此需求并提高机动性，团队恢复了原始的模块化设计，使其适应新的系留Axel，并将其命名为DuAxel。

JPL的机器人技术专家Patrick Mcgarey说：“当您遇到着陆点不确定的情况时，例如我们在火星上，或者您想搬到一个新的位置来与Axel一起进行垂降和探索，使用DuAxel的主要优势就很明显了。”和DuAxel团队成员。“它实质上是一台用于行星探索的变型机器人，因此可以不受限制地从着陆点驾驶，并可以临时锚定到地形。”

在DuAxel仍是技术演示并等待分配目的地时，其团队将继续磨练其技术。这样，当时间到了时，机器人将准备好在其他漫游者害怕踩到的地方滚动。