機(jī)器人登陸火星已經(jīng)是NASA“火星之旅”計劃中重要一環(huán)，然而火星和太空中極端環(huán)境給機(jī)器人和航天器的材料帶來了極大挑戰(zhàn)，研究已久的金屬玻璃有望接手這項任務(wù)，一起來看看吧。

    上圖為NASA正在研究用于航天機(jī)器人的新材料。這是一種被稱為塊狀金屬玻璃（BMG）的硬質(zhì)金屬合金。太空探索相當(dāng)于在太空中承受最嚴(yán)酷的炮轟，因此機(jī)器人和航天設(shè)備必須裝備地球上最硬的材料。最近，工程師們嘗試使用研究已久的金屬玻璃這一新材料，這似乎是NASA即將推出的“火星之旅”的最佳選擇。

    這種稱為最適于航天器的硬質(zhì)金屬合金需要經(jīng)過特定的制造工序：包括液化和快速冷卻。最近一項研究正在關(guān)注金屬玻璃和它的潛在應(yīng)用。

    基于這項研究，塊體金屬玻璃在太空任務(wù)中是理想的齒輪材料。大于0.04英寸（1mm）的零件，都將用金屬合金制備。然而，為了生產(chǎn)塊體金屬玻璃這樣堅硬的材料，金屬在被熔化過程中會導(dǎo)致原子結(jié)構(gòu)破壞，隨后的冷卻過程中這些原子將隨機(jī)重排。

    金屬的快速冷卻將導(dǎo)致無組織的結(jié)構(gòu)。根據(jù)網(wǎng)站Space.com報道，它必須在約1800華氏度/秒（982.2℃/s）下冷卻以達(dá)到所需的形狀。這就是從技術(shù)上將材料從金屬轉(zhuǎn)變成玻璃，從而形成這種金屬玻璃的新結(jié)構(gòu)的原理。

    金屬玻璃材料在為NASA建造執(zhí)行空間任務(wù)的機(jī)器人方面有很大的優(yōu)勢。這種材料使機(jī)器人更容易平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動和移動，并能以平滑的方式快速停止，然而使用傳統(tǒng)材料時，通常會伴隨抖動和振動。因此金屬玻璃材料能讓機(jī)器人的行動更準(zhǔn)確。根據(jù)研究報告，BMG做的機(jī)器人關(guān)節(jié)更靈活，更耐用且成本更低。

    NASA噴氣推進(jìn)實驗室的一名研究金屬玻璃的研究員Douglas Hofmann在一篇新聞中表示：“盡管BMG已經(jīng)被研究了很長時間，但是設(shè)計并應(yīng)用到結(jié)構(gòu)器件中依然很難。我們最終還是通過必要的測試來證明了其對NASA航天器的潛在優(yōu)勢，這些材料可能為在惡劣環(huán)境下的移動提供解決方案，例如木衛(wèi)二歐羅巴。

    低熔融溫度速率是該材料被認(rèn)為是太空中理想的材料的另一個原因，它是注塑技術(shù)的理想選擇。此外，BMG非常有能耐，它不像一些類型的金屬易生銹，并且它也是耐水性的。 NASA表示，這種材料可以在干燥低溫條件下工作，這將為制造用于航天任務(wù)的強(qiáng)大的機(jī)器人提供了新的契機(jī)。