外星生命的发现是科学界的一种圣杯,科学家们将目光投向了发现更微妙的生命证据。关键在于找到生命的微观痕迹,甚至只是可能暗示生命存在的痕迹。


火星是一个很有希望的目标,人类已经派出了几辆着陆器和漫游车去寻找生命的证据。但是这颗行星贫瘠的表面可能不是最好的观察地点。相反,在地下被屏蔽的地方是我们发现保存完好的外星生命证据的最佳地点。


洞穴就像大自然的时间胶囊——只要它们坚固耐用,它们的内容就会受到保护,不受时间因素和奇思妙想的影响。并且,火星上到处都是由千年熔岩流形成的洞穴!对我们来说不幸的是,这些洞穴很难到达,漫游者无法爬上这些洞穴和峡谷。


为了解决这个问题,来自美国宇航局喷气推进实验室和其他几家机构的科学家,共同创造了一个四足的“四肢远足机械实用机器人”,简称为LEMUR。LEMUR具有夹具被武装与数百个微小,尖锐的钩子,使它能够爬上岩壁,导航熔岩洞穴。从理论上讲,这将允许在目前正在探索火星表面的漫游车根本无法实现的领域进行探索。


LEMUR 配备了旨在检测过去或现在生命的“生物特征”并确定某个环境是否适合居住的仪器。一组摄像头为机器人在景观中移动时提供指导,并且它能够根据这些生物特征的存在发现生命的潜力。在分析岩石表面时,其仪器允许 LEMUR 找出存在哪些元素并确定分子结构和矿物质的水合状态。这些工具使 LEMUR 能够找到生命的线索,例如水和有机化合物。


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为了测试 LEMUR 的有效性,研究人员将机器人部署在新墨西哥州和加利福尼亚州的各个洞穴和峡谷地点。


在新墨西哥州 El Malpais 国家纪念碑的熔岩洞穴四窗洞中进行的模拟任务表明,LEMUR 可以成功地导航并爬上垂直的洞穴表面。尽管在到达角落和壁架时需要人工干预,但 LEMUR 的自给自足令人印象深刻。LEMUR 还展示了它在洞穴墙壁上发现生命迹象的能力。它在垂直表面攀爬的同时,确定了有机体微观群落的位置、拍照并识别了元素特征。


为了了解 LEMUR 的速度有多快,当它部署在花岗岩露头上时,它在 7 小时内爬升了 4.2 米。蜗牛以每秒 1 毫米左右的速度移动,那么 LEMUR 的速度大约是蜗牛的 7 倍。所以它不是最快的机器人,但这是你必须为垂直运动付出的代价!


LEMUR 在测试运行期间被证明是足够独立的。自主性对于漫游者来说很重要。火星真的很远,所以带宽和旅行时间会限制我们做出控制漫游者和收集足够数据所需的快速现场决策的能力。


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有了自主软件,LEMUR 能够以最少的人工干预穿越和攀爬洞穴和峡谷的墙壁,并在这样做时识别生命迹象。结果证明这很重要。如果机器人仅限于平坦的地形,则无法发现在测试地点观察到的生命迹象。


漫游车确实会在地形发生重大变化时挣扎,例如大裂缝或壁架。尚未针对此类情况编写代码,因此 LEMUR 学会如何处理这些障碍只是时间问题。


LEMUR 注定会在未来执行更多的模拟任务。随着它一点一点地完善,科学家们可以进入过去根本无法充分探索的太空环境。如果它们不受干扰,地球上的洞穴在保存过去和现在生命的证据方面做得非常出色。LEMUR 很快就能探索其他行星上的类似环境。考虑到我们对太空的奥秘知之甚少,我们所能发现的潜力几乎是无限的。


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