风力探测器:木星大气提供动力

美国宇航局正在研发一种风动力探测机器人用于探测木星。风动力机器人可以从木星湍急的大气中获取风能并转化为自身的动力来源。艺术构想图：本图展示了一种可能的设计方案，它采用多面体的构造，通过吸取能量进行旋转，并保持悬浮状态。

木星湍急的大气层，从远处看像是一个美丽的大理石球。但实际上，在这美丽的外表之下，是极端的高压环境。如果探测器飞得太低，随时可能被高压所摧毁。

唯一造访过木星的探测器是美国宇航局的“伽利略”号探测飞船，它是一个由电池提供动力的小型探测器。艺术构想图显示了美国宇航局“伽利略”号探测飞船飞临木星时的情景。

艺术构想图：美国宇航局“朱诺”号探测器。2016年7月，“朱诺”号将飞临木星，并环绕木星飞行一年多。它将为科学家们提供更为详细的木星信息，从而为风动力探测机器人的研发提供重要线索。

据媒体报道，美国宇航局工程师们目前正在研发一种风动力远程探测机器人，用于探索木星。这种风动力探测机器人可以充分利用木星大气中的风力为自己提供能量，以长期悬浮于木星大气层中对木星大气层进行深入探测。一旦研发成功，美国宇航局可能会发送一批风动力探测机器人，组成一支木星探测“舰队”。

木星、土星等气态行星，由于没有固态地表，人类的探测器一般无法着陆。因此，美国宇航局希望研发一种能够长期飞行于气态行星大气层中的探测器。目前，美国宇航局工程师们正在研发的风动力探测机器人，就可以实现这一目标。风动力探测机器人可以从木星湍急的大气中获取风能并将其作为自身的能量来源。

研发项目负责人、美国宇航局喷气推进实验室首席科学家阿德里安-斯托伊卡介绍说，“蒲公英的种子很擅长在空中停留和飞行。当它下降时，就会自身旋转以产生向上托举力，从而保证自身长期悬浮于空气中，在风力的帮助下飞到更远的地方。在风动力探测机器人的设计方案中，我们就是采用这种原理。”

1995年，美国宇航局“伽利略”号探测飞船飞临木星并尝试利用降落伞投放探测器到木星表面进行探测。然而，这种由电池供电的探测器只存活了一个多小时，随后被木星湍急的大气层和高温高压环境所摧毁。相反，根据设计方案，风动力探测机器人能够长期悬浮于木星大气层上部，不会被卷入大气层底部而被破坏。比如，风动力机器人在身体的每一侧均有许多旋翼，它们可以独立旋转并改变飞行方向以自救。

斯托伊卡认为，要始终保持悬浮及飞行状态，风动力机器人还需要从木星大气中获取能量，可能的能量来源就是木星大气层中强劲的风力。传统的探测飞船能量来源很多，如核动力，但通常重量又太重，而在木星密集的大气层中，太阳能的效果又不好，尤其是在木星黑暗的背面。斯托伊卡表示，木星湍急的大气被证明是风动力机器人较为理想的能量来源。

不过，斯托伊卡也承认，“还有许多情况我们尚未搞清楚。比如，风动力机器人到底要做多大，直径10米还是100米？为了保持悬浮及飞行状态，机器人到底需要从风中获取多少能量？”研究团队计划先研制出模型或原型机器人，在模拟木星大气环境中进行测试。研究人员认为，模拟测试还可以利用地球上某些剧烈的天气环境进行，如飓风、龙卷风等。

尽管美国宇航局目前尚未有发送并利用风力探测器的具体计划任务，但该项目的研究工作正在有条不紊地进行，每年投入约10美元。斯托伊卡表示，“尽管我们仍未确定这一想法是否可行，但我们在努力研究并进行尝试，还可以通过此项研究探索其它更好解决问题的方法。”

2016年7月，美国宇航局“朱诺”号探测器即将飞临木星。届时，“朱诺”号将为科学家们提供更为详细的参考信息。“朱诺”号将环绕木星飞行一年多，探索木星的科学线索，明确木星是否有岩质内核以及大气层中是否有水的迹象。在任务结束时，“朱诺”号探测器将坠入木星大气层中并可能被摧毁，但在此之前它会将所探测到的关键数据发回地球。