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(ài)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(wàn)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(kāi)著炫酷月球車科考漫游，這些存在于大量科幻小說(shuō)和電影中的畫面，如今在我國(guó)科學(xué)家們的努力下將逐漸走向現(xiàn)實(shí)。

2016年，在中國(guó)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(cè)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(kāi)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(guó)航天日”，讓我們搭上月球天梯，駕駛月球車來(lái)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(wàn)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(kāi)它神秘的面紗。

“在月球表面建立前哨基地，開(kāi)展長(zhǎng)期科學(xué)勘查、月球資源開(kāi)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(shuō)，建立地球-月球間快捷低廉的長(zhǎng)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(wèn)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(lái)到地球空間站。再?gòu)倪@里發(fā)射，通過(guò)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(shuō)，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(guó)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(zhǎng)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(shuō)，構(gòu)建“中國(guó)方式”的月球車解決方案，造型源自“嫦娥奔月”神話傳說(shuō)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(kāi)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(guó)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(cè)、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(guò)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(kāi)發(fā)與重構(gòu)、太空旅游和觀光等項(xiàng)目將逐漸向公眾開(kāi)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(lái)會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

邵毅敏說(shuō)，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(kāi)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(guó)太空探測(cè)技術(shù)的不斷突破，問(wèn)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(guó)科學(xué)家們正將全新開(kāi)創(chuàng)性的月球漫游之旅推向現(xiàn)實(shí)。