这是来自NASA的卡西尼宇宙飞船拍摄的土星卫星泰坦的红外视图的复合图像；同时展示了夏威夷大学的Daniel Drew开发的几种“SPARK”气动机器人的渲染图。(图片来源：NASA/JPL/亚利桑那大学/爱达荷大学/Daniel Drew/夏威夷大学) 球形“气动机器人”有可能在泰坦的洞穴中展翅飞翔——NASA表示，泰坦是我们太阳系中最接近地球的天体之一。泰坦的表面覆盖着河流、湖泊和海洋，含有甲烷和乙烷等碳氢化合物，以及一种奇特的“喀斯特”地貌，包括地下塌陷和洞穴。没有任何探测器能够轻松穿越这类表面，但飞行器可能会有更大的成功。因此，新的资助项目在早期阶段的NASA创新先进概念（NIAC）计划下，旨在创造能够探索这些洞穴的小型飞行器。项目负责人、夏威夷大学马诺阿校区的助理教授Daniel Drew告诉Space.com，尚不清楚这些被称为SPARK（固态推进用于自主喀斯特勘探）的气动机器人是否能够按时准备好参加NASA的龙fly任务。因为SPARK刚开始为期九个月的第一阶段资助，并且至少需要通过长达两年的第二阶段，才能使发射计划“看起来更现实”。与此同时，龙fly的发射目标是2028年，但如果任务被延迟，这将为后期任务的添加提供更多可能性。“假设我们错过了龙fly的窗口，现在这个时间节点与当前泰坦任务的时间线如何对接？我不知道。”Drew谈及SPARK时说道。不论任务何时发射，Drew表示，SPARK凭借其新型离子（电动）推进器在泰坦上表现良好的机会是很大的。Drew表示他的设计可以“提供持久性、机动性、应对极低温（冰冷）环境的强健性，减少对科学上重要的碳氢化合物层的干扰。”他希望SPARK能够成为泰坦的洞穴探索先驱，类似于在火星上进行72次飞行的Ingenuity直升机，这一数量是红色星球演示任务原计划的十倍多。Drew自加州大学伯克利分校研究生期间开始研究一种叫电流动力学（EHD）推进器的特殊类型离子推进器。在部分国家科学基金会（NSF）奖学金的帮助下，Drew探索了几种飞行设计，并对创造像真实生物一样拍打翅膀的机器人产生了兴趣。在探索过程中，他“几乎是偶然”碰到了业余爱好者的“提升器”社区。他说：“这些[原型机]是三角形的轻木、磁线和铝箔原型。你把它们连接到从微波炉或CRT显示器中撕下的回流变压器上，在40,000伏电压下，它们能够漂浮在桌子上。YouTube上有很多人制作这些的例子。”通过进一步的档案研究，他发现了NASA和空军的早期实验与研究，类似于业余爱好者所使用的技术。巧合的是，NIAC还对另一研究小组提供了资助，该小组由麻省理工学院领导，兼顾考虑EHD推进在地面飞机中的应用。因此，Drew感觉这是一个有前途的研究方向。Drew表示：“长话短说，我抓住了这个想法，写了一堆论文，创建了由大气离子推进器推动的微型厘米级飞行机器人。”在获得NIAC资助之前，他的成就包括他所称的微型制造EHD执行器（机械装置）的首次演示，以及其他成就，如一厘米级的“离子飞行器”起飞并随后的承载货物。“我们最近发布了第一款离子推进微型悬浮艇的设计和起飞。”他补充道，提到在预印本服务器arXiv上的一篇论文。“这似乎是一个相当不错的里程碑名单，但在这个主题上并没有太多人在工作。我在这里主要是与自己竞争。”现在在NIAC的支持下，Drew表示希望更深入地探讨EHD推进的优势，例如其可扩展性、几乎无声和简单性（作为固态推进器，部件更少）。他指出，除了泰坦之外，还可能有更多的应用：全电动飞机、室内无人机和迷你飞行群只是一些想法，但他说效用将有限。“巨大的缺点是它并不高效，”他谈到EHD推进时说。“如果没有重大突破，实际上很难与更传统的推进技术，如旋翼和喷气发动机，在绝大多数地面应用中竞争。”由于第一阶段仅仅包含一个...