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当美国科学家造出气用月球土壤挖掘机

发布时间:2021-09-14 18:02:23 阅读: 来源:帆布厂家

美国科学家造出气用月球土壤挖掘机

美国科学家造出气用月球包括在螺杆注塑机的熔融阶段、在流道的活动路径和模具浇注系统中土壤挖掘机

中国工程机械信息

导读: 据美国太空报道,当人类最终在月球上建成自己的家园后,我们的生活将会发生翻天覆地的变化。然而,因为我们在地球上使用良好的工具而到了月球未必好用,所以一直以来科学家致力于研究制造出可以在月球上使 ...

据美国太空报道,当人类最终在月球上建成自己的家园后,我们的生活将会发生翻天覆地的变化。然而,因为我们在地球上使用良好的工具而到了月球未必好用,所以一直以来科学家致力于研究制造出可以在月球上使用的机器。其中一个例子就是月球建筑设备的研发——月球土壤挖掘机。

美国纽约市“蜜蜂机器人技术”(Honeybee Robotics)钻掘系统负责人克里斯-扎西尼称:“推土机和挖掘机都相当地笨重,我们发明了一种完全不同的挖掘方式——使用气体。”扎西尼发明的月球土壤挖掘方法就是通过向土壤中注入气体,因此产生高压,受压力作用自然迫使气体向上运行,气体的强劲冲力最重破开土地并将其一起带走,进而将土壤收集起来等待利用。

月球挖掘机

2008年7月,蜜蜂机器人技术接到一份美国宇航局开发新型月球工具合同,制造适于宇航员在月球上工作生活使用,并且这将作为美国宇航局“星座计划”的重要组成部分。扎西尼凭借他曾在南非金刚石、煤炭和金矿工作中所学到的知识,及所掌握的针对外星挖掘研究博士学位学识,设计发明出了极富创造性的月球挖掘方法,包括气体挖掘机。

这部所谓的由压缩空气推动的挖掘机械装置包括气体泵、细软管和一条粗软管与储存容器组成,当气体受压溢出时随之带出的土壤通过粗软管而被送到了储存容器内。扎西尼说:“它就像是真空吸尘器,但却是反向的,不是吸,而是机器先注入气体然后获得所需要的土壤。”

该气体挖掘机的重量要比普通的挖掘机轻许多,虽然该机器回避了很多问题:未来月球居住者将从哪里获得运转该机器所需的气体?一种比较好的途径是宇航员每天呼出的二氧化碳气体,另一种可能就是燃烧登陆月球时火箭推力器所剩下的燃料,收集这些气体。

扎西尼称:“当一个航天器要登陆月球时,以防万一比计划会多飞一段里程而多准备一些额外的燃料,而当你成功着陆后它就成为一种负担。”而且,扎西尼认为燃烧火箭剩余燃料所产生的气体是给气体挖掘机提供动力的一种比较好的方式。

月球登陆车

减轻、重新使用、回收利用原材料

一旦该机器收集到月球土壤或者是土被,可以利用收集到月球的土壤堆积成为宇航员栖息地的外部建筑并作为一种辐射屏蔽,而且还能从月球土壤里提取出氧气和其他矿物。

为了释放月球土壤中的氧气,必须对它进行高温加热,工程师建议收集到月球土壤后经过一台热交换器,或者,如果挖掘机气体的来源为剩余的火箭燃料,那么排出的气体已经是热气体,再将热气体挤压到土壤中挖掘土壤,那么土壤也就随之受热温度升高。

因为我们每带一点原料到月球都是在给航天器增加额外负担,所以工程师必须设计出能以一种很节俭的方式来获得所需要的原材料,尽可能从月球上就能获取,和可以循环利用的资源。扎西尼:“在月球上,你将相当多地采用循环利用的方式来进行日常生活。”

例如:宇航员可以而不用携带较重的水而是只携带氢气,然后再添加进氧气就可以制造出所需的水资源,因为氧气在水中是比较重的组成部分,而且可以从月球土壤中提取到氧气,这样就可以有效地减轻航天器所携带的物品重量。一旦在月球栖息地制造出水,绝大多数都可以循环使用,而不需要从无到有不停地制造水资源。

遗留待解决的问题

尽管工程师们紧锣密鼓地为我们未来月球上的生活做准备,但是一些关键性的问题还没有找出有效的解决方案。

月球辐射问题是我们不得不考虑的事情,如果我们不能很好地解决这一问题,那么辐射将成为我们致命的杀手。月球居民也将会与无处不在的月球灰尘进行抗争,因为月球灰尘简直是无孔不入,可以对机器接合处、连接器造成磨损,并阻止大门封锁,它也会对生活于此的健康人群构成威胁,引起呼吸系统疾病,而且月球灰尘很难从栖息地清除掉。其他方面可能存在的困难,就是宇航员自身适应环境的能力。

扎西尼说:“在国际空间站你就可以看到地球,如果发生什么紧急情况,一个半小时之内就可以返回到地球,住进地球医院里。在月球上生活,地球离你很遥远,你可以感受到超然脱俗的静谧生活。”

人类为什么要移居到月球上生活?

1969年,人类首次实现了登上月球的梦想。如今,当许多科学家都在忙于规划人类未来在月球上的生活远景,有些人提出疑问:我们是否应该试图再目前回到这个地方?

扎西尼辩解称,追求是值得的,不仅在于追求本身,而是给我们人类更多机会去发明创造新技术,并为人类最终探寻火星做准备,并且我们希望尝试在地球以外的世界进行生活。

扎西尼认为:“我们要去探索,探索精神是人类与生俱来的。我们在月球上建立人类栖息地,仅仅是个时间问题。但我现在不会去,甚至是首先选择回家,因为这是在拿自己的生命开玩笑。”当人类能够真正地在月球上建立起自己的家园时,扎西尼表示会欣然前往月球体验超然脱俗的静谧生活。

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