小行星帶處處彌漫着機遇和未知，蕴藏着豐富的資源和科學奧祕。

如何在這些微小的天體上安全着陸和活動？這是許多工程師都考慮過的問題。傳統的硬體機器人降落在脆弱的小行星表面時，極有可能會破壞表面的結構，無法獲取有效樣本或進行持續探測。

一種新型“軟體機器人”可能爲小行星任務帶來突破。

01 脆弱的小行星面臨硬着陸難題

讓機器人航天器安全在月球或行星上降落，已是十分困難的事情。想要在小行星着陸，更是難上加難。

與巨大的行星不同。小行星表面重力極其微弱，甚至可能只有地球的幾百萬分之一。微重力環境給航天器的着陸和活動帶來了巨大挑战。傳統依靠推力器降落的“硬着陸”方式難以實現精確控制，很容易就會破壞小行星松散的表面結構，這將嚴重影響對小行星成分和演化歷史的研究。

NASA的OSIRIS-REx任務就是採用非常保守的方式接觸小行星Bennu。MikeMoreau對此表示：我們不想在不必要的情況下長時間處理與表面實際接觸的不確定性。”因此，他們設計了一個方案，在16秒內通過長採樣臂刺探小行星。

以當前技術而言，我們距離真正意義上的小行星“着陸”還有很長距離。

02 舒緩降落：軟體機器人的設想

針對微重力環境的特點，科羅拉多大學的JayMcMahon教授團隊，提出了一個大膽設想：研發“軟體機器人”——AoES，實現小行星的柔軟着陸。這種機器人充分利用電磁吸附、靜電粘附等微弱力進行降落和表面活動，不需要依賴推進劑和機械錨定，可以達到“零碰撞”的舒緩降落。

軟體機器人外形設計成多片花瓣狀，類似睡蓮。花瓣由彈性材料制成，可以在不損壞表面地形的前提下覆蓋小行星表面積較大區域，花瓣還可以旋轉伸展，利用軌道速度和太陽輻射壓進行軌道調整和緩慢降落。

軟體機器人可以利用小行星表面電荷分布進行電磁吸附。小行星表面充滿了各種塵埃顆粒，會產生復雜電荷分布和電場，正如壁虎利用分子間相互作用吸附在牆面，軟機器人也可以通過控制部分花瓣的電荷雲來吸附在小行星表面。

另一種附着方式是利用靜電力。雖然小行星表面靜電力微弱，但軟機器人可以通過巨大的表面積積累足夠的靜電黏附力。調整部分花瓣的電荷狀態，就可以使軟機器人移動位置。這種運動方式無需燃料推進，也不會對小行星造成二次污染。

03 長期監測與資源利用

如果軟着陸成功，軟體機器人將可以在小行星表面長期活動，开展各種科學探測。它可以在表面遍布傳感器，監測磁場、熱流、電荷分布等信息，揭示小行星的形成機制和演化歷史。從長遠來看，這對小行星資源的开發利用意義重大

04 技術難點：導航、動力與控制

利用軟體機器人進行小行星着陸的概念極具吸引力，但要實現也面臨重重技術挑战，最關鍵的問題是導航與控制。

在復雜、未知的小行星環境中，軟體機器人想要實現精確降落和表面導航，它需要具備避障和自主規劃能力。與剛體相比，軟體機器人的動力學和控制系統更加復雜，花瓣手臂的每一次變形都會改變整體質量分布和動力學參數，控制算法必須做到高效精准，並且對未知環境有足夠適應能力。

長時間太空飛行對軟體機器人的材料和結構也帶來嚴峻考驗。它必須能夠抵抗高輻射和極端溫差環境，並且具有在失效時能自修復能力。

減少質量和提高結構強度是該領域需要突破的另一個難題。要在極端的微重力環境下活動，軟機器人必須纖薄輕盈，但過於薄弱的結構也難以爲運動和採樣任務提供動力，所以必須在不增加過多質量的前提下保證執行任務所需的強度和剛性。

05 未來可期

盡管挑战重重，軟着陸的夢想仍持續推動着這個領域的進步與創新。科羅拉多大學團隊從2017年就獲得了NASA的研究資助，他們目前正在探索部分軟機器人技術是否可以服務衛星在軌維修和太空垃圾清理。

軟體機器人能否爲人類开拓小行星的探索之旅，我們拭目以待。

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標題：軟體機器人解決着陸問題，勇闖小行星？

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