没有大气层保护的月球、小行星直接暴露于太阳照射下，虽然对生命不利，但在探索方面却具有另一优势。麻省理工学院团队最近测试了利用月球自然表面电荷使月球车悬浮的概念，可以靠微小离子束将 2 磅重小型飞行器悬在月球或灵神星（Psyche）这种大型小行星上。
在地球上，机动飞行器完全依赖大气层升空，飞机的机翼需要空气来产生升力，直升机的螺旋桨也需要空气来产生推力，也因此在探索其他没有大气层的天体时，科学家偏好在地面行走的轮式探测器，如月球车与火星车。不过火星由于还保有稀薄大气，科学家也尝试开发高螺旋桨转速的机智号（Ingenuity）微型直升机，可用比轮式探测器更快的速度探索该星球。
幸运的是，没有大气层不一定就寸步难行，像月球、小行星这种没有空气的天体，反而可透过直接暴露在太阳与周围电浆中建立电场，在月球上，这种表面电荷强度足以将灰尘悬浮在离地 1 米之处，就像静电使人的头发竖起一样。
NASA 之前曾指出利用这种自然表面电荷，可以让机翼由聚酯薄膜构成的滑翔机悬浮，由于类似带电的表面相互排斥，产生的力可将滑翔机抬离地面。但这种设计仅限于小行星，较大的月球具有更强重力将滑翔机拉回地面。
但麻省理工学院团队新提出的悬浮车可能不受天体大小限制，该悬浮车类似飞碟，使用微小离子束为机器充电并增加表面自然电荷，只需极小能量就可使悬浮车与地面产生相对较大的排斥力。
▲ 月球悬浮车设计结构。
在初步模拟研究中，研究人员表示能量 10kV 的离子束可将一个 2 磅重的小型飞行器悬在灵神星（Psyche）上 1 公分左右，若悬浮在月球则约需 50kV。
有了模型后，团队进一步于实验室中展开简单实验，首先制造一个尺寸约手掌大、重约 60 克的小型六边形设备，接着安装 1 个朝上的离子推进器（模拟月球引力）、4 个朝下的离子推进器，将设备悬挂在铝制表面上，旁变还有抵消地球重力的 2 个弹簧，整个装置再放入真空室内以模拟月球和小行星环境。
弹簧上挂有一根钨棒，研究人员利用它的位移来测量推进器产生的力，再计算飞行器可能悬浮高度，最终发现实验结果与模型预测相匹配，让团队更有信心此概念未来可应用于实际探索。
2020 年，NASA 估计灵神星可能蕴含价值破万兆美元的稀有金属，如能以更方便的方法近距离探索小行星和月球遥远一角，或能带来更多意想不到的发现。新论文发表在《Journal of Spacecraft and Rockets》。
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（图片来源：麻省理工学院）
