一百五十多年前，儒勒·凡爾納描繪了乘坐空心炮彈從地球到月球之旅；一百多年前，喬治·梅里愛將此情景搬上熒幕，誕生了史上第一部科幻電影《月球旅行記》；《三體》中扶搖直上九萬里的太空天梯……從古至今，人類對月球的好奇和探索從未止步。乘坐天梯直升月球、開著炫酷月球車科考漫游，這些存在于大量科幻小說和電影中的畫面，如今在我國科學家們的努力下將逐漸走向現(xiàn)實。
2016年，在中國載人航天工程預先研究項目資助下，由教育部深空探測聯(lián)合研究中心組織，重慶大學等高校合作的“多段式多功能載運月球天梯概念研究”“多功能載人月球車”項目開展相關研究，為“漫游”月球提供了新的可能。
24日，在第六個“中國航天日”，讓我們搭上月球天梯，駕駛月球車來一次月球“漫游”之旅。
月球天梯：天上“絲綢之路”
月球到地球的平均距離約為38.4萬千米，它是距離地球最近的天體，也是地球唯一的天然衛(wèi)星，獨特的位置使眾多科學家迫切地想要揭開它神秘的面紗。
“在月球表面建立前哨基地，開展長期科學勘查、月球資源開采和能源利用，是人類邁向火星及深空的第一步。”重慶大學機械工程學院教授邵毅敏說，建立地球-月球間快捷低廉的長期運輸通道，是實現(xiàn)該目標的關鍵。
目前，地月間的載運工具主要依靠火箭和飛船，但這兩種工具的運行壽命周期短、發(fā)射成本高、重復利用率低，并且空間浪費較大，僅6%的空間可以載人。為了解決這些問題，“多段式多功能載運月球天梯概念”應運而生。
月球天梯主要由海基/月面平臺、天梯繩索、爬升器、太空艙、平衡錘、同步軌道空間站等部分組成。整個月球天梯系統(tǒng)可以分為三個子系統(tǒng)，包括：近地天梯子系統(tǒng)、太空天梯子系統(tǒng)、近月天梯子系統(tǒng)。
月球漫游之旅首先搭乘近地天梯，從建設在地球海面的海上基座出發(fā)，可載人載貨的太空艙沿著由碳納米管材料制成的天梯繩索來到地球空間站。再從這里發(fā)射，通過太空艙自帶的動力系統(tǒng)飛向月球空間站。當太空艙與月球空間站對接后，便會再次沿著天梯繩索，搭乘近月天梯到達月球表面。
“天梯系統(tǒng)是低成本常態(tài)化快速進入太空的手段，傳統(tǒng)的火箭、飛船運送物資的成本約為5000美元/千克，而單座天梯的運載成本僅為200美元/千克，約為傳統(tǒng)運載方式的4%。”邵毅敏說，具有高效率、大荷載、可重復利用等特點的月球天梯，如同在太空建起了一條天上“絲綢之路”。
月球車：月球上刮起“中國風”
到達月球后，要繼續(xù)“漫游”之旅，代步工具必不可少。月球表面，崎嶇不堪，宇航員穿著笨重的宇航服本身行動不便，而且大多數(shù)科研工作需要攜帶鏟子、鎬頭等工具，從不同地點采集樣本并帶回登月艙。此時，如果有車代步，將極大地方便在月球的探索。
四川美術學院副院長段勝峰工業(yè)設計團隊，負責月球車整車概念設計、變幅輪轂設計、車身造型設計和文化概念設計。段勝峰說，構建“中國方式”的月球車解決方案，造型源自“嫦娥奔月”神話傳說與飛天飄帶繞結，契合“天上絲綢之路”。重慶大學在此基礎上提出的多功能載人月球車，加入記憶式對稱折疊車身和智能感知變幅的概念，開發(fā)出了適合月球環(huán)境的自主創(chuàng)新載人月球車。
這是世界上首臺融入“中國風”的月球車，可搭乘2名宇航員，最高時速可達25千米。單臺就可滿足月晝探測、月夜數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)裙δ埽邆渑c其他設備重構的能力。
邵毅敏介紹，多功能載人月球車輕便靈活，具備地形匹配能力，適合于月面山坡、溝壑等復雜地形，能滿足良好的動力性、通過性、舒適性以及高穩(wěn)定性等性能要求。
同時，月球車還提出了基于信標和基于拉格朗日點的星座導航兩種導航方案，即使是“路癡”也不用擔心在月球上迷路了。
月球漫步：讓科幻走近現(xiàn)實
目前，月球天梯和月球車兩個項目仍在研發(fā)當中，在技術的“加持”下，太空資源開發(fā)與重構、太空旅游和觀光等項目將逐漸向公眾開放。月球也將變得觸手可及，體驗一次真正的月球“漫游”相信在不久的未來會成為現(xiàn)實。
邵毅敏說，月球天梯一旦實現(xiàn)，地月之間就有了穩(wěn)定的載貨載人傳輸系統(tǒng)，對月球科考、太空旅游觀光、太空育種等均有巨大推動意義，同時還能加設清潔手抓取清掃太空垃圾，放衛(wèi)星也更方便了，“將為人類打開一個全新的世界”。
古有嫦娥奔月，今有“嫦娥工程”。如今，隨著中國太空探測技術的不斷突破，問鼎蒼穹的力量已匯聚成助推民族復興的澎湃動力，中國科學家們正將全新開創(chuàng)性的月球漫游之旅推向現(xiàn)實。（張琴 吳燕霞 谷訓）
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