運動使事物運動，某些形式的運動使它們比其他運動更好地運動。這些更有效的運動類型會根據環境而變化，對于太空探索來說更是如此。可能在地球甚至其他行星上運行良好的方法，如直升機，在其他行星上可能完全無用。但是，專門的運動形式比比皆是，美國國家航空航天局高級概念研究所（NIAC）今年的第一階段資助包括更仔細地研究一種這樣的專門形式 —— 跳躍。
橫跨羽流的腿式探測（LEAP）項目將利用一個專門設計的跳躍機器人來探測從土衛二噴出的大量羽流的下部。這個概念是基于Salto跳躍機器人，最初是由加州大學伯克利分校的一個團隊開發的。Justin Yim現在是伊利諾伊大學的教授，也是NIAC第一階段的資助者，他的博士論文中就有這方面的研究。
Yim博士詳細介紹了Salto的獨特之處。由于其尺寸僅為50厘米左右，重量計劃不到0.5公斤，Yim博士認為該機器人可以在土衛二表面水平跳躍100米以上。
這是在這顆冰冷的衛星上進行其他形式運動的一個顯著優勢。土衛二沒有大氣層，所以飛行必須由火箭提供動力，而火箭會耗盡燃料，而不是像“匠心”號在火星上那樣由轉子提供動力。然而，它的表面又結冰又不平坦，這使得漫游者無法通過。
然而，跳躍則是兩全其美。它需要相對較少的電力，因此可以多次完成而不會耗盡機器人的電池。但它也與地形無關，在最具挑戰性的部分上空翱翔。它還將允許機器人直接跳過土衛二噴射到土星系統的羽流的下部，這些羽流的殘余形成了土星壯觀的環之一。
沒有其他形式的運動能夠如此接近羽流的來源，因為這些羽流是土衛二上最有趣的部分，近距離研究它們有很多原因。其中一個特別的任務是土衛二軌道探測器，這是2023年十年調查支持的旗艦任務，它將能夠捕捉到間歇泉在其軌道路徑上飛過間歇泉時的上部，但無法收集到其下部的任何數據。至少按照最初的設想，它的著陸器無法穿過間歇泉。
不過，LEAP可能會搭上這個系統的便車。利用著陸器作為發射平臺將節省機器人本身的大量設計工作。它甚至可以使用Orbilander作為充電站，使它能夠探索更遠的地方。
不過，也有一些挑戰 —— Salto最初的設計只有一個反應輪，這使得工程師可以控制機器人的俯仰，讓它能夠像電子游戲中的角色一樣，在多次跳墻時調整腳的位置。然而，要真正控制它自己，LEAP還需要另外兩個反作用輪來控制偏航和滾轉，這樣工程師就可以直接控制機器人的三個方向軸。Yim博士補充說，作為第一階段研究的一部分，研究人員計劃評估使用這些反作用輪來控制這三個維度的運動，以幫助機器人在摔倒時扶正。不可避免的是，考慮到土衛二粗糙而冰冷的光滑表面，它最終會不可避免地摔倒。
正如Yim博士與Fraser討論的那樣，機器人總是在尺寸、重量和能力之間進行權衡。即使是更大版本的LEAP也不一定能像小版本那樣飛行得那么遠或那么高效 —— 盡管它們可能能夠攜帶更多的有效載荷。小型跳躍機器人的局限性之一是其跳躍能力受到質量的限制。因此，Yim博士希望LEAP能夠攜帶簡單的儀器，如流量計和相機，進入羽流，而不是像質譜儀這樣更花哨的儀器，它可能提供更多的信息，但對于跳躍來說太笨重了。
像所有NIAC第一階段的項目一樣，這個項目仍處于早期開發階段。這一輪的結果預計將是一個案例研究，顯示在任何未來的設計或原型設計中必須考慮的參數。不管它最終是否在土衛二上，LEAP背后的跳躍概念似乎是許多未來機器人的重要運動方式，所以期待在不久的將來看到更多的跳躍在你身邊。
