美国宇航局计划研制微生物机器人用来探索行星(图)

李振国

硫还原地杆菌的电子显微镜照片。这种细菌是基于微生物燃料电池的系统的核心
北京时间1月6日消息，据美国《连线》杂志报道，对于美国宇航局的火星车来说，似乎是体积越大越好。2011年11月，耗资25亿美元的“好奇”号火星车发射升空，目前正朝着这颗红色星球进发。这辆火星车的体积是其前辈“机遇”号和“勇气”号的5倍。
　　“好奇”号的高度达到2.2米，超过绝大多数篮球运动员，体积相当于一辆小型SUV，长度达到3米，机械臂可向外伸出2.2米，是火星车中一个货真价实的“大家伙”。为了给这辆耗电量很大的火星车供电，科学家为“好奇”号安装了一个放射性同位素发电系统，利用钚的放射性衰变产生的热量发电。这个发电系统至少可满足“好奇”号687个地球日的用电需求，相当于一个火星年。
　　在美国的海军研究实验室，太空机器人专家正在研究微型行星探索机器人。“好奇”号的重量达到900公斤左右，与一头长颈鹿的体重相当，海军研究实验室的微型机器人重量还不及一袋糖，只有区区1公斤。海军研究实验室航天器工程部的格雷戈里-斯科特获得美国宇航局颁发的革新性先进概念(NIAC)科研补助金，进行细菌驱动的行星探索微型机器人的初步研究。
　　微型机器人探险家采用微生物燃料电池，这是一种有效而可靠的能源，无需人类干预。微生物燃料电池利用细菌的代谢过程，通过一个阳极-阴极-电阻器电路传输捕获的电子，进而产生电量。这种发电系统的优势在于，细菌能够塞进与传统锂离子电池相比具有较高能量密度的电池。此外，微生物也能充当一个天然电池充电器。
　　斯科特表示部分微生物能将用于维持车载电子设备和控制系统的运转，其他能量则用于为电池或者电容器充电。一旦存储足够电量，自治机器人便可以使用耗电量更大的科学仪器或者向前行进。他的研究目光将聚焦纯培养厌氧细菌，例如硫还原地杆菌，同时想办法提高微生物燃料电池产生的电量，消除对与电池基础设施有关的笨重装置的需求，例如体积大，耗电量高的泵系统。
　　斯科特在一份新闻稿中说：“随着我们利用微生物燃料电池作为能量产生方式，这项研究将为研制用于太空探索和机器人的低耗电量并且可长期使用的电子装置打下基础。”微生物燃料电池、低耗电量电子装置以及机动方面的低能量需求将让所有机器人系统受益，尤其是行星探索机器人