美国宇航局漫游车不断被卡住，我们终于知道原因了

尽管人类越来越擅长将机器人探测器送入太阳系，探索人类无法涉足的地方，但我们仍然处于学习曲线上。

这第一辆外星机器人漫游车于 1970 年从地球发射升空。直到半个多世纪后的现在，科学家们才弄清楚为什么这些独创性和工程奇迹总是被困在外星世界的土壤中。

“回想起来，这个想法很简单：我们不仅需要考虑火星车上的引力，还需要考虑重力对沙子的影响，以便更好地了解火星车在月亮,"机械工程师 Dan Negrut 解释道威斯康星大学麦迪逊分校。

“我们的研究结果强调了使用基于物理的模拟来分析火星车在颗粒土壤上的机动性的价值。”

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制造一辆在外星环境中运行的漫游车比制造一辆在地球上运行的漫游车更复杂。我们输了不止一次火星任务例如，巨大的沙尘暴会在太阳能电池板上留下沙子漂流，从而阻止机器发电。

重力是另一个。我们部署机器人漫游车的太阳系天体的重力低于地球，而这对事物的移动方式有影响.因此，工程师在设计漫游车时考虑了目标引力环境将产生的影响。

尽管如此，漫游车仍然经常被困住，需要控制团队进行一系列机动来尝试解救可怜的机器人。这通常没问题，即使很烦人，尽管在一个值得注意的案例中并非如此：美国宇航局的火星火星车 Spirit 于 2009 年陷入松软土壤中，直到今天，它仍然在那里.

使用在名为 Project Chrono 的基于物理的引擎上运行的计算机模拟，Negrut 和他的同事着手找出这个反复出现的问题的根源。将他们的结果与沙质表面的真实世界测试进行比较，发现了一个恰到好处的差异。

之前在月球和火星模拟泥土中对漫游车设计的测试遗漏了一个非常非常重要的细节：沙子在不同的重力条件下也表现不同。

覆盖在月球和火星上的尘埃比地球上的尘埃更蓬松、更柔软，更容易移动，并阻碍牵引力——这使得它们的轮子更容易被卡住。想象一下地球上的一辆车驶入了湿滑的泥泞或非常松散的沙漠沙子。

这个灵光乍现的时刻可能是拼图中缺失的一块，它可以让未来的太空探索漫游车远离尘土飞扬的堵塞。

“我们的研究与帮助解决许多现实世界的工程挑战高度相关，这是有益的，”内格鲁特说.“我为我们所取得的成就感到自豪。作为一个大学实验室，要推出美国宇航局使用的工业级软件是非常困难的。

该研究已发表在野外机器人学报.

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