NASA坚持不懈的Mars Rover非凡的机器人样品聚集系统

JPL工程师监控在此视频剪辑中的PerseAve Rover的样本缓存系统的测试。对于完整的视频，请参阅下文。

两个宇航员收集了月亮岩石在阿波罗11。它需要三个机器人系统，共同收集第一个火星岩石样本，以便回到地球上。

样品阿波罗11从月球带回地球的是人类首先来自另一个天体。美国宇航局的火星2020坚持不懈的流浪者使命将收集来自另一个星球（红色一）的第一个样本，以便通过随后的任务返回地球。代替宇航员，坚持不懈的流浪者将依靠有史以来最复杂，有能力和最干净的机制送入太空，样本缓存系统。

在样品系统的心脏的43个样品管中的最终39被装载，以及将持有它们的储存组件，在5月20日在佛罗里达州肯尼迪航天中心的恒星持续的流动站。（另外四个管已经装入样本缓存系统中的不同位置。）最终管的整合标志着MARS坚持不懈Rover发射的最终关键步骤之一。

“虽然你不禁在阿波罗的日子里取得了奇迹，但他们确实有一件事我们没有：在地上靴子，”火星2020的首席工程师，“普遍存在者的悬而未决的流浪者任务在美国宇航局在南加州的喷气式推进实验室。“为我们收集第一个火星的样本被返回地球，代替两个宇航员，我们有三个机器人必须与瑞士手表的精度合作。”

来自月球的第一个样品被两个宇航员收集。收集的第一个用于从火星返回地球收集的样本将使三个机器人乘坐坚持不懈的流动站。他们一起组成了这个视频中详细的特派团的样本缓存系统。图片来源：NASA / JPL-加州理工学院

虽然许多人认为坚持不懈的流浪者作为一个机器人，但它实际上是一种机器人在一起的集合。位于坚持不懈的流动站的前面，样本缓存系统本身由三个机器人组成，最可见的是流动站的7英尺长（2米长）机器人臂。五连接臂用螺栓固定在流动站的底盘前面，这是一个大型炮塔，包括旋转式踩踏钻头，以收集火星岩石和岩石（破碎的岩石和灰尘）的核心样品。

第二个机器人看起来像一个内置在流动站前面的小型飞碟。这个家电称为旋转木马是全部MARS的终极MIDDEMEMEMEMEMAMEMAMERS：它将向钻头提供钻头和空样品管，后来将样品填充的管子移动到流动架中进行评估和加工。

样本缓存系统中的第三个机器人是1.6英尺长（0.5米长）样品搬运手臂（由团队而闻名为T. RexARM）。位于流浪者的腹部，它拾取了位旋转木马离开的地方，在存储和文档站之间移动样品管以及位旋转木马之间。

时钟状精密

所有这些机器人都需要使用时钟机精度运行。但是，在典型的瑞士时计数少于400份，样品缓存系统有超过3,000。

“这听起来很可能，但是当您考虑样本缓存系统时，您开始意识到需要复杂性，并在自动钻入火星岩石中，拉出完整的核心样品，然后在基本上的超无菌血管中密封它们密封它们没有任何可以妨碍未来分析的地球源性有机材料，“Steltzner说。“在技术方面，我们已经建造了最复杂，最复杂的机制，用于太空飞行。”

特派团的目标是收集十几个样本。那么这款三个机器人，蒸汽驾驶室大小的电动机，行星齿轮箱，编码器和其他器件如何均以精心设计，共同携带它们？

“基本上，在我们的旋转式打击性钻头采用核心样品之后，它将与位旋转木马的四个对接锥中的一个绕过和码头，”Steltzner说。“然后，位旋转旋转木马旋转火星钻头和搬家内的样品管，到我们样品搬运臂可以抓住它的位置。该臂将填充的样品管拉出钻头，并通过样本缓存系统内的相机进行成像。“

在成像样品管之后，小型机器人将其移动到体积评估站，其中ramrod向下推入样品以衡量其尺寸。“然后我们回去接收另一个形象，”斯特拉特纳说。“在那之后，我们拿起一张封印 - 一个小插头 - 用于样品管的顶部，然后回到另一个图像。”

接下来，样品缓存系统将管子放在密封站中，其中机构用盖子密封地密封管。“然后我们把管子拿出来，”补充了Steltzner，“，我们将它返回到首次开始的地方。”

获得设计和制造的系统，然后融入坚持不懈一直是七年努力。并且工作尚未完成。与Rover上的其他一切一样，样本缓存系统有两个版本：将在地球上留在这里的工程测试模型以及将前往火星的飞行模型。

“工程模型在飞行模型的各种方面都是相同的，并且我们试图打破它是我们的工作，”凯莉掌，Sample Palm说，Sample Palm，JPL的Mars 2020测试引线说。“我们这样做，因为我们宁愿看到事情磨损或在地球上休息而不是马斯。因此，我们将工程测试模型通过它的步伐，以通知我们在火星上使用其飞行双胞胎。“

为此，该团队使用不同的岩石来模拟地形的类型。他们从各种角度钻它们以预测任何可想而知的情况，流动站可能在科学团队可能想要收集样本的地方。

“每一次偶尔，我必须花一点时间，思考我们正在做的事情，”Palm说。“几年前，我在大学。现在我正在研究该系统，该系统将负责收集来自另一个星球的第一个样本以返回地球。这太棒了。“

关于使命

毅力是一位重约2,260磅（1,025公斤）的机器人科学家。流浪者的天体生物学任务将寻找过去的微生物生活的迹象。它将表征地球的气候和地质特征，收集样本以供将来返回地球，并为人类探索红色星球铺平道路。Perseverance于2020年7月30日举行，并将在2021年2月18日起火星的Jezero Crater。

目前正在计划通过NASA和欧洲空间机构将特派团收集的样本所需的两种（后续的）特派团。

火星2020恒心漫游者任务是一项较大计划的一部分，该计划包括对月球的访问，以此为人类对红色星球的探索做准备。到2024年，美国宇航局将于2028年通过原子能机构的Artemis Lunar探索计划，NASA向月球向月球向月球送回月球。