在前往外星球的探险任务中，很重要的一个问题是如何在外星地表移动。从 1979 年的阿波罗登月计画所使用的载人月球车，到 2012 年独自前往火星的好奇号，太空探险车都是采用以轮子为主的设计。这种移动方式容易受限於地形，无法前往地势陡峭的区域。
在 2021 年底，麻省理工学院的航太工程师开发出崭新的悬浮技术，能够让飞行器在外星球表面悬浮并腾空移动，就像刚升空的幽浮一样。这种技术已从原理上证明可行，并在实验室内通过小规模测试，为外星探险技术带来许多新的想像。
就「地」取材，利用与地表相同的电荷
一般而言，想要让探险车升空移动是不切实际的想法。如果想让探险车像火箭一样燃烧燃料并喷出气体来推进，就需要搭载大量笨重的燃料，不只让太空梭升空的负重增加，到达目的地後也很难维持足够长的任务寿命。另一方面，小行星的个头都很小，自身的重力无法抓住气体形成大气层，因此任何像飞机或直升机的空气动力方法都不管用。
不过，正是因为缺乏大气层与磁场的保护，这些小行星的地表会不断受到来自太阳的高能辐射轰炸，地表的物质被辐射电离使得地表自带一层电荷，其中向阳面会带正电，背阳面带负电。因此，包括月球在内的小行星表面其实都带有不小的电压。
在 MIT 的工程师们想到，只要想办法让探险车带有跟地表一样的电荷，同性相斥的静电力就能让其浮在空中。近期的研究表示月球表面的电场足以让地表的沙尘扬起超过一公尺，有点类似身上充满静电时头发会竖起来。原则上，我们也可以借用这个自然产生的电场来抵抗重力，打造出「幽浮式」探险车。
要做到这点，可以先在车上装上液态的离子源，也就是由正负离子组成的液体。加上适当的电压後，便可以从喷嘴将离子以束状射出。这类离子喷射所产生的反作用力常用於推进或操控小型人造卫星，不过在这里也可用来进行静电悬浮。假如月球地表带的是正电，幽浮车可以将负离子射出，如此一来整个幽浮车便会带正电，达到同性相斥的效果。同时，离子束的推力也可以用来操纵车体。
如何加强静电斥力？让车子帮地表「充电」
从这个想法出发，MIT 团队设计出初代的幽浮车模型。但由於地表电荷密度就这麽一点，他们很快从计算发现这样做的静电斥力并不足以支撑装置加上液态离子源的重量。尤其是在月球这类相对较大的星体上，重力加速度较大，幽浮车也需要更强的升力才能升空。
不过仔细想想，在排出负离子後，尽管幽浮车与地表的正电荷总数是固定的，但是两者之间的静电斥力大小取决於两边的电荷量相乘。因此如果用车上的正离子帮地表「充电」，或许可以加强悬浮用的静电斥力。
就像是寄包裹时会限制长宽高三者的总和，此时体积最大的选项就是尽量接近正立方体的箱子；同样的，如果可以适当地将车上的一些正电荷分给地表，原则上就能将两者之间的斥力最大化。
外太空载具的工程学杰作
理论的计算证实了这个概念上的突破相当关键。於是，团队在设计中加入了几只向下的喷嘴，将正离子射向下方的地表，大幅提高地表的局部电荷量。他们在实验室中造出了第一代幽浮车原型：一个手掌大的六角形薄片，重约 60 公克，装有四只喷嘴朝下，一只朝上。在实验室的真空环境中，第一代幽浮车在带电的平板上实际进行悬浮实验。实验结果证实了他们的理论模型无误。
根据目前的理论模型，一个一公斤重的放大版幽浮车将可以悬浮在离地表一公分处。原则上，只要加大射出离子束的电压就能提升悬浮高度，不过目前的理论只能描述离地高度较小的情况，因此相关的理论参数还需要进一步修正。
这种静电悬浮所需的能源功率很小，可说是外太空载具的工程学杰作。如果更好的理论模型完成了，那麽未来十分有希望投入实际应用。太空梭可以在小行星周围投下这些小型幽浮车，让他们探索崎岖不平的地表。可惜的是，利用离子喷射来悬浮只对带电的地表有效，所以在地球上的我们还是得乖乖地用喷射背包来离开地表。
参考资料
- MIT engineers test an idea for a new hovering rover
- MIT Scientists Design a ‘Flying Saucer’ That Could Float Across The Moon
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