在这幅艺术家的概念图中，麻雀机器人使用蒸汽推进从着陆器基地跳离，去探索一个结冰的卫星表面。来源:美国国家航空航天局/姓名
有一天，蒸汽动力机器人“麻雀”(SPARROW)可能会在太阳系中一些已知(和未知)最危险的地形上飞跃一大步。
蒸汽运动可能听起来像是一种过时的出行方式，但随着我们扩展到太阳系，它可能会在科幻小说中得到改造。
位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室正在研究一种新的机器人概念，它将使用蒸汽推进，在木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫二上发现的那种冰地形上跳跃。这两个地区都被认为在厚厚的冰层下存在着巨大的咸水次表层海洋。但是，尽管这使它们成为科学研究的迷人目的地，但我们对它们表面的了解也可能使导航变得尤其困难。
这就是Steam推动的海洋世界自主检索机器人(SPARROW)的由来。这个机器人大约有一个足球大小，由一个由推进器、航空电子设备和仪器组成的系统包裹在一个保护性的球形笼中。为了保持研究的原始环境，麻雀号将不使用火箭燃料，而是使用融化的冰产生的蒸汽，主要通过短推力在空气中飞行。在那些遥远的冰卫星上发现的那种低重力环境中，没有大气阻力来减慢它的速度，使它能够在其他机器人难以导航的地形上跳跃许多英里。
美国国家航空航天局(NASA)正在研究一种跳跃机器人，它可以轻松地在太阳系冰冷世界中严酷的冰川般的地形中导航。而这只是冰山一角。NASA 360将带您领略被称为S.P.A.R.R.O.W的NASA创新先进概念(NIAC)，这是一种探索冰冻海洋世界的革命性方法。来源:美国国家航空航天局360年
“木卫二上的地形可能非常复杂，”喷气推进实验室的机器人学家、该概念的首席研究员加雷斯·梅里恩-格里菲斯(Gareth Meirion-Griffith)说。“它可能是多孔的，它可能是充满裂缝的，可能有米高的冰刃”——地球高纬度地区形成的长冰刃——“这将阻止大多数机器人前进。”但SPARROW完全是地形不可知论者;它可以完全自由地穿越荒凉的地形。”
这一概念取决于作为“麻雀”基地的着陆器。在把水装到跳跃机器人上之前，它会把冰挖出来融化掉。随后，“麻雀”号将其发动机内部的水加热，产生阵阵蒸汽，以助其脱离水面。当燃料不足时，跳跃机器人将返回着陆器获取更多的燃料，同时还会留下任何科学样本以供进一步分析。
为了最大限度地进行科学调查，可以将许多“麻雀”组合在一起，围绕一个特定的地点群集，或者分散到尽可能多的陌生地形上去探索。
这张计算机模拟图显示了一组SPARROW机器人正在探索一颗冰冷的卫星表面。这样的模拟结果帮助科学家确定最有效的跳跃距离。来源:美国国家航空航天局/姓名
2018年，美国宇航局创新先进概念(NIAC)项目授予SPARROW第一阶段资金，该项目培养了有远见的想法，这些想法可能在未来的太空任务中使用。第一阶段研究探索总体可行性，并提高技术准备水平(TRL)。符合资格的第一阶段得奖者可建议进行第二阶段的后续研究。
对于SPARROW来说，NIAC第一阶段的资金允许开发和测试不同的水基推进剂系统，可以用来以最有效的方式产生蒸汽。此外，SPARROW团队通过计算机模拟，能够更好地理解球形机器人在混乱的结冰地形上着陆时是如何翻滚的，从而确定最有效的发射角度和跳跃速度。
“从这个和相关的推进计算，我们能够确定一次长跳比几次小跳更有效，”Meirion-Griffith补充说。
NIAC由NASA的空间技术任务理事会资助，该理事会负责开发该机构所需的新的交叉技术和能力。
