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(duì)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(xué)家們的努力下將逐漸走向現(xiàn)實(shí)。

2016年，在中國載人航天工程預(yù)先研究項(xiàng)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(xué)等高校合作的“多段式多功能載運(yùn)月球天梯概念研究”“多功能載人月球車”項(xiàng)目開展相關(guān)研究，為“漫游”月球提供了新的可能。

24日，在第六個(gè)“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(dú)特的位置使眾多科學(xué)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(xué)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(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授邵毅敏說，建立地球-月球間快捷低廉的長期運(yùn)輸通道，是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵。

目前，地月間的載運(yùn)工具主要依靠火箭和飛船，但這兩種工具的運(yùn)行壽命周期短、發(fā)射成本高、重復(fù)利用率低，并且空間浪費(fèi)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(yùn)月球天梯概念”應(yīng)運(yùn)而生。

月球天梯主要由海基/月面平臺(tái)、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(gè)月球天梯系統(tǒng)可以分為三個(gè)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(shè)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(dòng)力系統(tǒng)飛向月球空間站。當(dāng)太空艙與月球空間站對(duì)接后，便會(huì)再次沿著天梯繩索，搭乘近月天梯到達(dá)月球表面。

“天梯系統(tǒng)是低成本常態(tài)化快速進(jìn)入太空的手段，傳統(tǒng)的火箭、飛船運(yùn)送物資的成本約為5000美元/千克，而單座天梯的運(yùn)載成本僅為200美元/千克，約為傳統(tǒng)運(yùn)載方式的4%。”邵毅敏說，具有高效率、大荷載、可重復(fù)利用等特點(diǎn)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(fēng)”

到達(dá)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(dòng)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(diǎn)采集樣本并帶回登月艙。此時(shí)，如果有車代步，將極大地方便在月球的探索。

四川美術(shù)學(xué)院副院長段勝峰工業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)月球車整車概念設(shè)計(jì)、變幅輪轂設(shè)計(jì)、車身造型設(shè)計(jì)和文化概念設(shè)計(jì)。段勝峰說，構(gòu)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(jié)，契合“天上絲綢之路”。重慶大學(xué)在此基礎(chǔ)上提出的多功能載人月球車，加入記憶式對(duì)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(tái)融入“中國風(fēng)”的月球車，可搭乘2名宇航員，最高時(shí)速可達(dá)25千米。單臺(tái)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(shè)備重構(gòu)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(fù)雜地形，能滿足良好的動(dòng)力性、通過性、舒適性以及高穩(wěn)定性等性能要求。

同時(shí)，月球車還提出了基于信標(biāo)和基于拉格朗日點(diǎn)的星座導(dǎo)航兩種導(dǎo)航方案，即使是“路癡”也不用擔(dān)心在月球上迷路了。

月球漫步：讓科幻走近現(xiàn)實(shí)

目前，月球天梯和月球車兩個(gè)項(xiàng)目仍在研發(fā)當(dāng)中，在技術(shù)的“加持”下，太空資源開發(fā)與重構(gòu)、太空旅游和觀光等項(xiàng)目將逐漸向公眾開放。月球也將變得觸手可及，體驗(yàn)一次真正的月球“漫游”相信在不久的未來會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

邵毅敏說，月球天梯一旦實(shí)現(xiàn)，地月之間就有了穩(wěn)定的載貨載人傳輸系統(tǒng)，對(duì)月球科考、太空旅游觀光、太空育種等均有巨大推動(dòng)意義，同時(shí)還能加設(shè)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(gè)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(shù)的不斷突破，問鼎蒼穹的力量已匯聚成助推民族復(fù)興的澎湃動(dòng)力，中國科學(xué)家們正將全新開創(chuàng)性的月球漫游之旅推向現(xiàn)實(shí)。