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【?太空金星钻的采样、钻探和分配系统】未来的金星任务 ， 专注于寻找过去气候变化在地表和成分中的证据大气和地球内部动力学 ， 为了实现这些目标和目的 ， 需要针对金星极端环境开发许多关键技术 。 这些关键技术包括样品采集系统和其他高温机制以及在直接暴露于金星表面或低层大气环境时能够扩展操作的移动系统 。 大多数现有的电机和执行器都不能在恶劣的金星环境中生存 ， 温度高达460°C ， 压力约为90巴 ， 主要是二氧化碳气氛 。 针对这一需求 ， 蜜蜂机器人开发了两种高温电机：开关磁阻电机和无刷直流电机 。 两个电机中的所有材料和组件都是根据在地球大气中承受最低460°C温度的要求来选择的 。
原型开关磁阻电机的直径约为5厘米 ， 长度约为5厘米 ， 已在类似金星的条件下非连续运行20多个小时 ， 并且仍然正常工作 。 该原型由定制控制器控制 ， 产生了可与已用于驱动飞行系统的电机相媲美的有希望的测试数据 。
由两个开关磁阻电机驱动的钻井系统也在类似金星的条件下、460°C的温度和主要是二氧化碳气体环境中进行了20多个小时的测试 。 当前的钻孔体积配置为18厘米、11厘米、45厘米 ， 钻孔行程可达25厘米 。 通过在每次测试中钻入15厘米深的粉笔 ， 该钻头成功完成了3次测试 。 还测试了原型无刷直流电机和高温旋转变压器 ， 并且通过在类似金星的条件下扩展操作这两种设备证明了设计的可行性 。 可扩展的高温电机、旋转变压器和轴承的开发允许创建持久的样本采集系统、动臂、机器人手臂 ， 甚至是在金星表面环境控制着陆平台之外运行的移动系统 。
不再期望原型无刷直流电机限制金星表面操作的寿命 ， 随着伴随的高温轴承和其他机制的发展 ， 地面操作将仅受可用功率的限制 。 因此 ， 电机和旋转变压器在环境中存活数小时的能力对未来的金星科学任务来说是一个主要好处 ， 并且还将为通信接地回路留出时间来优化样本目标选择和获取多个从表面取样 ， 因此 ， 极端温度电机、旋转变压器和其他高温机制将彻底改变金星的探索 。 目前行星任务中唯一的钻头是在菲莱 ， 该采样、钻探和分配系统旨在向下钻探25厘米的深度 ， 收集冰样 ， 并将其分配给科学仪器 ， 分配系统具有基于集成力和扭矩传感器的实时遥测来调整钻井参数的自主能力 。
建筑和资源利用探索器项目解决了与模块化、基于钻井的有效载荷相关的技术开发 ， 作为未来就地资源利用工作的勘探手段 。 为了证明在冰冻的月球表面钻探是可能的 ， 开发了一个钻探平台 ， 可以在寒冷地区研究和工程实验室在冰冻的月球模拟物中进行测试 。 该钻井平台设计用于容纳一个井下中子能谱仪 ， 用于测量井眼周围区域的水合物质的数量 ， 以及井下温度传感器和加速度计 。
建设和资源利用浏览器钻井系统设计用于穿透地表以下2米 ， 并具有3种不同的钻井模式：旋转式、旋转冲击式和冲击式 。 旋转冲击运动专门设计用于分解坚硬的、结冰的月球土壤模拟物 ， 并将钻屑向上运送出钻孔 。 该钻头的总直线行程为1米 ， 每个钻头段的长度为0.75米 。 该钻头设计用于通过两个耦合的直流伺服电机在200转速的转速下产生高达45牛每米的扭矩 。 直线驱动系统可实现1000牛的最大下压力 。
冲击机构由活塞和基于质量的气动系统组成 ， 由有刷直流电机驱动 ， 并以高达25Hz的频率独立驱动 。 这允许在需要时改变冲击冲击的频率 ， 而其他钻井参数保持不变 。 为了在钻井过程中控制钻压 ， 称重传感器与钻井段轴向对齐 ， 以向控制系统提供钻井载荷的准确反馈 。 通过监控每个伺服电机的电机电流来控制钻孔扭矩 。
作为建设和资源利用浏览器计划的一部分 ， 测试了两种钻头设计：一种采用碳化钨 ， 另一种采用多晶金刚石复合片制成的锯齿形刀具 ， 两种钻头的中心点均由碳化钨制成 ， 并且刀具由螺钉夹紧的楔块固定到位 。 热电偶嵌入在每个刀具前缘旁边的导热环氧树脂中 。 碳化钨钻头的刀具前角为5度 ， 而多晶金刚石复合片刀具的前角为15度 。 可以用低钻孔功率钻入模拟的、最坏情况的冰结月球土壤 。
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