为太空探索构建机器人涉及克服重大的技术和环境挑战。 这些挑战源于太空的恶劣条件、自主运行的需要以及电力和通信系统的限制。 解决这些问题需要仔细的工程设计和创新的解决方案，以确保机器人在不可预测的环境中可靠地运行。
一个主要的挑战是应对极端的环境条件。 太空机器人必须在具有强辐射、极端温度波动和近真空条件的环境中运行。 例如，辐射会损坏电子设备，需要对组件进行辐射硬化处理，这会增加成本和复杂性。 温度波动——月球阴影中从 -150°C 到阳光下 120°C——需要先进的热管理系统，例如加热器、散热器或反射涂层。 此外，正如 NASA 的机遇号探测器所见，月球或火星的尘埃会堵塞运动部件，其太阳能电池板因灰尘积聚而退化。 设计能够承受这些条件而无需频繁维护的材料和机制至关重要。
另一个挑战是实现自主性。 地球与遥远行星之间的通信延迟（例如，信号到达火星需要 20 分钟）使得实时控制成为不可能。 机器人必须独立地导航、分析地形和响应障碍。 例如，NASA 的毅力号探测器使用自主驾驶软件来规划路径并避开岩石或沙坑等危险。 这需要用于感知（例如，相机、激光雷达）和决策的强大算法，必须对边缘情况进行严格测试。 有限的计算能力进一步复杂化了这一点，因为太空级处理器通常已经过时，以确保辐射耐受性，迫使开发人员优化代码以提高效率。
最后，电力和能源限制构成了重大障碍。 在夜晚漫长的环境（例如，月夜持续 14 个地球日）或沙尘暴中，太阳能不可靠，正如洞察号着陆器在火星沙尘事件期间的电力减少所见。 像 Curiosity 这样的任务使用 RTG（放射性同位素热电发生器）等核动力源，但它们增加了质量和监管复杂性。 节能硬件和软件至关重要——例如，在白天安排任务或在不活动期间进入低功耗状态。 在确保多年运行无需维护的情况下，平衡运营能力与能源预算需要细致的系统设计和测试。