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毅敏|月球漫游指南：先坐“天梯”再“开车”

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毅敏|月球漫游指南：先坐“天梯”再“开车”
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昨日是第六个中国航天日 ， 国家航天局正式公布我国首辆火星车命名为“祝融” ， 全称“祝融号” 。 预计2021年5月中旬 ， 中国首次火星探测任务天问一号探测器着陆器部分与祝融号火星车即将登陆火星 ， 实施火星表面的着陆与巡视探测 。
从古至今 ， 人类对宇宙的好奇和探索从未止步 。 乘坐天梯直升月球、开着炫酷月球车科考漫游 ， 这些存在于大量科幻小说和电影中的画面 ， 如今在我国科学家们的努力下将逐渐走向现实 。 2016年 ， 在中国载人航天工程预先研究项目资助下 ， 由教育部深空探测联合研究中心组织 ， 重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”“多功能载人月球车”项目开展相关研究 ， 为“漫游”月球提供了新的可能 。 在第六个“中国航天日” ， 让我们搭上月球天梯 ， 驾驶月球车来一次月球“漫游”之旅 。
月球天梯：天上“丝绸之路”
月球到地球的平均距离约为38.4万千米 ， 它是距离地球最近的天体 ， 也是地球唯一的天然卫星 。
“在月球表面建立前哨基地 ， 开展长期科学勘查、月球资源开采和能源利用 ， 是人类迈向火星及深空的第一步 。 ”重庆大学机械工程学院教授邵毅敏说 ， 建立地球-月球间快捷低廉的长期运输通道 ， 是实现该目标的关键 。
目前 ， 地月间的载运工具主要依靠火箭和飞船 ， 但这两种工具的运行寿命周期短、发射成本高、重复利用率低 ， 并且空间浪费较大 ， 仅6%的空间可以载人 。 为了解决这些问题 ， “多段式多功能载运月球天梯概念”应运而生 。
月球天梯主要由海基/月面平台、天梯绳索、爬升器、太空舱、平衡锤、同步轨道空间站等部分组成 。 整个月球天梯系统可以分为三个子系统 ， 包括：近地天梯子系统、太空天梯子系统、近月天梯子系统 。
月球漫游之旅首先搭乘近地天梯 ， 从建设在地球海面的海上基座出发 ， 可载人载货的太空舱沿着由碳纳米管材料制成的天梯绳索来到地球空间站 。 再从这里发射 ， 通过太空舱自带的动力系统飞向月球空间站 。 当太空舱与月球空间站对接后 ， 便会再次沿着天梯绳索 ， 搭乘近月天梯到达月球表面 。
“天梯系统是低成本常态化快速进入太空的手段 ， 传统的火箭、飞船运送物资的成本约为5000美元/千克 ， 而单座天梯的运载成本仅为200美元/千克 ， 约为传统运载方式的4% 。 ”邵毅敏说 ， 具有高效率、大荷载、可重复利用等特点的月球天梯 ， 如同在太空建起了一条天上“丝绸之路” 。
月球车：月球上刮起“中国风”
【毅敏|月球漫游指南：先坐“天梯”再“开车”】到达月球后 ， 要继续“漫游”之旅 ， 代步工具必不可少 。 月球表面 ， 崎岖不堪 ， 宇航员穿着笨重的宇航服本身行动不便 ， 而且大多数科研工作需要携带铲子、镐头等工具 ， 从不同地点采集样本并带回登月舱 。 此时 ， 如果有车代步 ， 将极大地方便在月球的探索 。
四川美术学院副院长段胜峰工业设计团队 ， 负责月球车整车概念设计、变幅轮毂设计、车身造型设计和文化概念设计 。 段胜峰说 ， 构建“中国方式”的月球车解决方案 ， 造型源自“嫦娥奔月”神话传说与飞天飘带绕结 ， 契合“天上丝绸之路” 。 重庆大学在此基础上提出的多功能载人月球车 ， 加入记忆式对称折叠车身和智能感知变幅的概念 ， 开发出了适合月球环境的自主创新载人月球车 。
这是世界上首台融入“中国风”的月球车 ， 可搭乘2名宇航员 ， 最高时速可达25千米 。 单台就可满足月昼探测、月夜数据处理与传输等功能 ， 具备与其他设备重构的能力 。
邵毅敏介绍 ， 多功能载人月球车轻便灵活 ， 具备地形匹配能力 ， 适合于月面山坡、沟壑等复杂地形 ， 能满足良好的动力性、通过性、舒适性以及高稳定性等性能要求 。
同时 ， 月球车还提出了基于信标和基于拉格朗日点的星座导航两种导航方案 ， 即使是“路痴”也不用担心在月球上迷路了 。
月球漫步：让科幻走近现实
目前 ， 月球天梯和月球车两个项目仍在研发当中 ， 在技术的“加持”下 ， 太空资源开发与重构、太空旅游和观光等项目将逐渐向公众开放 。 月球也将变得触手可及 ， 体验一次真正的月球“漫游”相信在不久的未来会成为现实 。
邵毅敏说 ， 月球天梯一旦实现 ， 地月之间就有了稳定的载货载人传输系统 ， 对月球科考、太空旅游观光、太空育种等均有巨大推动意义 ， 同时还能加设清洁手抓取清扫太空垃圾 ， 放卫星也更方便了 ， “将为人类打开一个全新的世界” 。
古有嫦娥奔月 ， 今有“嫦娥工程” 。 如今 ， 随着中国太空探测技术的不断突破 ， 问鼎苍穹的力量已汇聚成助推民族复兴的澎湃动力 ， 中国科学家们正将全新开创性的月球漫游之旅推向现实 。
新华社

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