En bra klocka kan ta stryk och fortsätta ticka. Med rätt delar, kan en rover göra samma sak på en planet som Venus?

Ett koncept inspirerat av klockdatorer och tankar från första världskriget kan en dag hjälpa oss att ta reda på det. Designen utforskas på NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.

Automaton Rover for Extreme Environments (AREE) finansieras för studier av NASA Innovative Advanced Concepts-programmet. Programmet erbjuder små bidrag för att utveckla teknik i tidiga skeden, låter ingenjörer arbeta fram sina idéer.

AREE föreslogs först 2015 av Jonathan Sauder, en mekatronikingenjör vid JPL. Han inspirerades av mekaniska datorer, som använder spakar och växlar för att göra beräkningar snarare än elektronik.

Genom att undvika elektronik, en rover kanske kan utforska Venus bättre. Planetens helvetesatmosfär skapar tryck som skulle krossa de flesta ubåtar. Dess genomsnittliga yttemperatur är 864 grader Fahrenheit (462 grader Celsius), tillräckligt hög för att smälta bly.

Steampunk datoranvändning

Mekaniska datorer har använts genom historien, oftast som matematiska verktyg som att lägga till maskiner. Den mest kända kan vara Charles Babbages Difference Engine, en uppfinning från 1800 -talet för beräkning av algebraiska ekvationer. Den äldsta kända är Antikythera -mekanismen, en enhet som används av forntida greker för att förutsäga astronomiska fenomen som förmörkelser.

Mekaniska datorer utvecklades också som konstverk. I hundratals år, urmekanismer användes för att skapa automater för rika mecenater. På 1770 -talet, en schweizisk urmakare vid namn Pierre Jaquet-Droz skapade "The Writer, " en automat som kan programmeras för att skriva vilken kombination av bokstäver som helst.

Sauder sa att dessa analoga tekniker kan hjälpa till där elektronik vanligtvis misslyckas. I extrema miljöer som Venus yta, de flesta elektronik kommer att smälta i höga temperaturer eller korroderas av svavelsyra i atmosfären.

"Venus är för ogästvänlig för typ av komplexa kontrollsystem du har på en Mars-rover, sa Sauder. Men med en helt mekanisk rover, du kanske kan överleva så länge som ett år. "

Vindkraftverk i mitten av rovern skulle driva dessa datorer, låter den vända upp och ner och fortsätta springa. Men planetens miljö skulle erbjuda många utmaningar.

Den extrema planeten

Ingen rymdfarkost har överlevt den venusiska ytan i mer än ett par timmar.

Venus sista besökare var de sovjetiska Venera- och Vegalandarna. På 1970- och 1980-talen de skickade tillbaka en handfull bilder som avslöjade en knasig, gaskvävd värld.

"När du tänker på något så extremt som Venus, du vill verkligen tänka där ute, sa Evan Hilgemann, en JPL -ingenjör som arbetar med högtemperaturdesigner för AREE. "Det är en miljö som vi inte vet mycket om utöver vad vi har sett i bilder från sovjettiden."

Sauder och Hilgemann förbereder sig för att baka mekaniska prototyper, låta dem studera hur termisk expansion kan påverka deras rörliga delar. Vissa komponenter i de sovjetiska landarna hade faktiskt utformats med tanke på denna värmeutvidgning:deras delar skulle inte fungera korrekt förrän de var uppvärmda till venusiska temperaturer.

Tanksteg för Venus

AREE innehåller ett antal andra innovativa designval.

Rörlighet är en utmaning, med tanke på att det finns så många okända om den venusiska ytan. Sauders ursprungliga idé var inspirerad av "Strandbeests" skapade av den holländska konstnären Theo Jansen. Dessa spindelliknande strukturer har spetsiga ben som kan bära sin bulk över stränder, drivs enbart av vind.

I sista hand, de verkade för instabila för stenig terräng. Sauder började titta på första världskrigets tanksteg som ett alternativ. Dessa byggdes för att rulla över skyttegravar och kratrar.

Ett annat problem blir kommunikation. Utan elektronik, hur skulle du överföra vetenskapliga data? Nuvarande planer är inspirerade av en annan urgammal teknik:morsekod.

En kretsande rymdfarkost kan pinga rovern med hjälp av radar. Rovern skulle ha ett radarmål, som om den är rätt formad, skulle agera som "stealth-teknik i omvänd riktning, " sa Sauder. Stealth-plan har speciella former som sprider radarsignaler; Sauder undersöker hur man formar dessa mål för att ljust reflektera signaler istället. Lägga till en roterande slutare framför radarmålet skulle göra det möjligt för roveraren att vända ljuset, reflekterad plats på och av, kommunicerar ungefär som signallampor på marinfartyg.

Nu i sin andra fas av NIAC-utveckling, JPL-teamet väljer ut delar av AREE-konceptet som ska förfinas och prototyperas. Teammedlemmar hoppas kunna förverkliga ett rover -koncept som så småningom kommer att kunna studera Venus geologi och kanske borra några prover.