美國宇航局漫游車不斷被卡住，我們終于知道原因了

盡管人類越來越擅長將機器人探測器送入太陽系，探索人類無法涉足的地方，但我們仍然處于學習曲線上。

這第一輛外星機器人漫游車于 1970 年從地球發射升空。直到半個多世紀后的現在，科學家們才弄清楚為什么這些獨創性和工程奇跡總是被困在外星世界的土壤中。

“回想起來，這個想法很簡單：我們不僅需要考慮火星車上的引力，還需要考慮重力對沙子的影響，以便更好地了解火星車在月亮,"機械工程師 Dan Negrut 解釋道威斯康星大學麥迪遜分校。

“我們的研究結果強調了使用基于物理的模擬來分析火星車在顆粒土壤上的機動性的價值。”

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制造一輛在外星環境中運行的漫游車比制造一輛在地球上運行的漫游車更復雜。我們輸了不止一次火星任務例如，巨大的沙塵暴會在太陽能電池板上留下沙子漂流，從而阻止機器發電。

重力是另一個。我們部署機器人漫游車的太陽系天體的重力低于地球，而這對事物的移動方式有影響.因此，工程師在設計漫游車時考慮了目標引力環境將產生的影響。

盡管如此，漫游車仍然經常被困住，需要控制團隊進行一系列機動來嘗試解救可憐的機器人。這通常沒問題，即使很煩人，盡管在一個值得注意的案例中并非如此：美國宇航局的火星火星車 Spirit 于 2009 年陷入松軟土壤中，直到今天，它仍然在那里.

使用在名為 Project Chrono 的基于物理的引擎上運行的計算機模擬，Negrut 和他的同事著手找出這個反復出現的問題的根源。將他們的結果與沙質表面的真實世界測試進行比較，發現了一個恰到好處的差異。

之前在月球和火星模擬泥土中對漫游車設計的測試遺漏了一個非常非常重要的細節：沙子在不同的重力條件下也表現不同。

覆蓋在月球和火星上的塵埃比地球上的塵埃更蓬松、更柔軟，更容易移動，并阻礙牽引力——這使得它們的輪子更容易被卡住。想象一下地球上的一輛車駛入了濕滑的泥濘或非常松散的沙漠沙子。

這個靈光乍現的時刻可能是拼圖中缺失的一塊，它可以讓未來的太空探索漫游車遠離塵土飛揚的堵塞。

“我們的研究與幫助解決許多現實世界的工程挑戰高度相關，這是有益的，”內格魯特說.“我為我們所取得的成就感到自豪。作為一個大學實驗室，要推出美國宇航局使用的工業級軟件是非常困難的。

該研究已發表在野外機器人學報.

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