科學(xué)家開發(fā)新型計(jì)算機(jī)模型，模擬月球塵埃行為

近日，科研人士研發(fā)出一款能夠精準(zhǔn)模擬月球塵埃受月球重力影響的新型計(jì)算機(jī)模型，旨在為未來月球探測機(jī)器人提供更安全的執(zhí)行手段。

月球塵埃是一種微粒形態(tài)的物質(zhì)，極為銳利并有如地磚般的硬度，是月球表面最大的挑戰(zhàn)之一。據(jù)悉，在美國航空航天局 （NASA） 的阿波羅探月行動(dòng)期間，月球塵埃對宇航服造成的損傷及對各種設(shè)備的阻礙無處不在，成為探月過程中的重大難題。

為了應(yīng)對未來月球機(jī)器人面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，科學(xué)家有望要求其完成建立空間站、獲取水資源乃至實(shí)現(xiàn)三維打印等任務(wù)。位于英國布里斯托爾大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了新型計(jì)算機(jī)模型，允許工程師在模擬月球塵埃環(huán)境中進(jìn)行機(jī)器人操縱演練，再通過實(shí)測，驗(yàn)證模型的有效性。

論文的主要作者，來自布里斯托爾大學(xué)工程數(shù)學(xué)與技術(shù)學(xué)院的研究員喬·盧卡（Joe Louca）形象地描述道：“這項(xiàng)工作猶如一場設(shè)置在月球上的電子游戲，我們需要保證虛擬的月球塵埃行為如實(shí)地反映實(shí)際情況，以此指導(dǎo)我們在月球上操控機(jī)器人的行為?！?/p>

值得注意的是，已經(jīng)存在的其他月球塵埃計(jì)算機(jī)模擬模型要么過于復(fù)雜難以實(shí)時(shí)運(yùn)行，要么缺乏足夠的逼真度。此次布里斯托爾團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于尋找到了一種方式，成功構(gòu)建了一個(gè)既具有實(shí)用價(jià)值又可輕松運(yùn)行的模擬系統(tǒng)。

他們首先參考了德國同行研制的早期簡化模型，這個(gè)模型能夠模擬月球塵埃的密度、粘性、摩擦力以及月球引力僅為地球的六分之一的降落原理。但這種模型只能生成極少的阿爾法塵埃，不能準(zhǔn)確模擬真實(shí)的探測車運(yùn)行狀況。因此，科研領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)一步采取了相似于月球塵埃成分的人工月壤作為測試樣本，并對比了他們的模型與物理模型的效果。

“在進(jìn)行了一系列模擬和實(shí)景實(shí)驗(yàn)后，我們發(fā)現(xiàn)虛擬的月球塵埃行為與現(xiàn)實(shí)世界中的環(huán)境十分吻合，”盧卡博士宣布道。

這項(xiàng)研究項(xiàng)目是在歐洲航空航天制造商泰雷斯阿萊尼亞空間公司的全力支持下，進(jìn)行的與月球探險(xiǎn)等多項(xiàng)尖端科技開發(fā)有關(guān)的多方合作計(jì)劃。