美國(guó)沙丘登月測(cè)試

今年6月，NASA在人跡罕至的美國(guó)華盛頓東部摩西湖沙丘，集結(jié)了多種參與2020年“重返月球”計(jì)劃的遙控設(shè)備，模擬建設(shè)月球基地的步驟?！斑@次 的野外測(cè)試將是2020年登月計(jì)劃的重要組成部分”，NASA新聞發(fā)言人布蘭迪-迪安告訴《外灘畫(huà)報(bào)》記者。

在烈日和沙塵之間，兩名穿著笨重宇航服的宇航員駕駛著一輛有12個(gè)輪子的交通工具緩慢行駛，在到達(dá)一片類(lèi)似施工工地—有起重機(jī)、有卡車(chē)—的區(qū)域之后，宇航員停了下來(lái)，在遍布沙丘的地面上艱難地走了幾步，來(lái)到兩個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單卻忙碌不停的機(jī)器人旁邊，埋頭工作起來(lái)。

這一幕很像兩年前美國(guó)宇航局描繪的“重返月球”的圖景，只不過(guò)時(shí)間和空間都發(fā)生了轉(zhuǎn)移。2006年，美國(guó)宇航局提出“重返月球”計(jì)劃：即2020年再次登陸月球，建立月球永久基地，作為月球探測(cè)和向火星進(jìn)發(fā)的前哨；2024年長(zhǎng)期駐扎。

而文章開(kāi)頭的這一幕情景發(fā)生在美國(guó)華盛頓州東部的摩西湖湖岸沙丘。這一帶沙丘密布，地形高低起伏不平，時(shí)常還有沙塵暴侵襲，地形特征和氣候之惡劣和月球不相上下。正因?yàn)槿绱?，美?guó)宇航局選擇了這里作為測(cè)試其月球探測(cè)系統(tǒng)的地點(diǎn)。

6月2日至13日，原本人跡罕至的摩西湖湖岸沙丘熱鬧非凡，多種參與2020年“重返月球”計(jì)劃的遙控設(shè)備齊聚一堂，模擬了一場(chǎng)月球基地的粗略步驟。

具體說(shuō)來(lái)，這次測(cè)試的主導(dǎo)部門(mén)是美國(guó)宇航局探測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)部(ETDP)，測(cè)試的主要目的是檢驗(yàn)業(yè)已設(shè)計(jì)完成的人機(jī)系統(tǒng)，檢驗(yàn)機(jī)器人、漫游車(chē)、貨車(chē)、起重機(jī)和宇航服等是否能在惡劣環(huán)境下繼續(xù)工作，而其中的部分設(shè)備在進(jìn)行微小改進(jìn)后將登上月球。

“2020年的登月、月球探測(cè)和建立月球基地等行動(dòng)勢(shì)必面臨各種技術(shù)挑戰(zhàn)，而此次測(cè)試的目的是為了實(shí)地檢驗(yàn)這些用于未來(lái)探測(cè)的遙控裝置的性能。”測(cè)試主管比爾?布魯斯曼(BillBluethmann)說(shuō)。

至于這次測(cè)試的重要性，美國(guó)宇航局新聞發(fā)言人布蘭迪?迪安(BrandiDean)告訴記者：“每年我們都會(huì)做一系列野外測(cè)試，它們無(wú)疑都是2020年登月計(jì)劃的重要組成部分。”

12個(gè)輪子的概念車(chē)“戰(zhàn)車(chē)”

這次測(cè)試中，最新的技術(shù)成果當(dāng)屬宇航員在月球表面的代步工具—月球卡車(chē)，科學(xué)家給它起名為“戰(zhàn)車(chē)”。這輛戰(zhàn)車(chē)由6對(duì)輪子組成，沒(méi)有門(mén)，沒(méi)有窗戶(hù)和座椅，也沒(méi)有頭和尾。

“說(shuō)實(shí)話(huà)，我們開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)都覺(jué)得不可思議，”新月球卡車(chē)設(shè)計(jì)工程師盧西恩?將金告訴記者。他是在去年10月才接到設(shè)計(jì)新月球交通工具的任務(wù)，“他們叫我設(shè)計(jì)一輛和傳統(tǒng)汽車(chē)不一樣的新一代宇航員代步工具。”

傳統(tǒng)的交通工具都有四個(gè)車(chē)輪，包括正在服役的火星漫游車(chē)“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”。但是它們服役后的情況證明發(fā)明一種有多余車(chē)輪的交通工具是非常必要的：當(dāng)六個(gè)輪子中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，其他五個(gè)輪子仍可以支持漫游車(chē)行走。

傳統(tǒng)車(chē)輛的第一排輪子決定了整輛車(chē)的行駛方向，但是在新的月球卡車(chē)中，每一對(duì)車(chē)輪都可以朝向各個(gè)不同的方向，而不用顧及其他車(chē)輪的走向。在月球凹凸不平的表面上，月球卡車(chē)隨時(shí)需要駛?cè)霃椏?，如果彈坑的坡面太陡，卡?chē)可能會(huì)一頭栽進(jìn)坑里，而像螃蟹一樣可以橫走和豎走的月球卡車(chē)可以側(cè)身滑入坑中。

戰(zhàn)車(chē)上還有一塊可以360度旋轉(zhuǎn)的底盤(pán)，宇航員站在底盤(pán)上操作方向盤(pán)。戰(zhàn)車(chē)進(jìn)行裝卸貨物、充電等操作時(shí)，宇航員可以隨時(shí)觀察車(chē)身后部狀況?！岸⒉_號(hào)宇航員沒(méi)法倒退，因?yàn)樗麄儾恢郎砗蟀l(fā)生了什么?！北R西恩?將金說(shuō)。

“戰(zhàn)車(chē)”從設(shè)計(jì)到這次測(cè)試還不到一年時(shí)間，但它在摩西湖湖岸沙丘的表現(xiàn)還不錯(cuò)。美國(guó)宇航局新聞發(fā)言人布蘭迪? 迪安告訴記者，工程師們將在它頂部安裝一個(gè)加壓艙，用以延長(zhǎng)宇航員駕駛漫游車(chē)的探測(cè)時(shí)間—當(dāng)他們需要開(kāi)車(chē)去一個(gè)較遠(yuǎn)的區(qū)域做研究時(shí)，可以在加壓艙中生活數(shù)天。

月球貨車(chē)和起重機(jī)

本次測(cè)試中，兩輛蜘蛛形狀的月球貨車(chē)和一架起重機(jī)也同時(shí)亮相。

月球貨車(chē)全稱(chēng)為“全地形六腿地外探測(cè)器”，簡(jiǎn)稱(chēng)ATHLETE，是“運(yùn)動(dòng)員”的意思。它們長(zhǎng)著六條粗壯的爪子，在坑坑洼洼的沙丘上如履平地。每一輛月球貨車(chē)頂部都可放置15噸重的月球基地建設(shè)裝置，但它們?nèi)钥梢栽谠虑虮砻嫒我庖苿?dòng)，抵達(dá)任何目的地。當(dāng)在水平表面上行走時(shí)，ATHLETE機(jī)器人的車(chē)輪可加快行進(jìn)速度；當(dāng)遇到復(fù)雜的地形時(shí)，其靈活的6個(gè)爪子可以應(yīng)付崎嶇陡峭的地形。

ATHLETE機(jī)器人移動(dòng)的能量來(lái)源于太陽(yáng)能電池板，最大行進(jìn)速度可達(dá)到10公里/小時(shí)。雖然它的行進(jìn)速度似乎有些慢，但能夠完全勝任周長(zhǎng)僅1.1萬(wàn)公里的月球表面勘測(cè)。

宇航員在月球表面建立基地時(shí)，單憑雙手無(wú)法完成重負(fù)荷的操作，月球起重機(jī)就有了用武之地。月球起重機(jī)的全稱(chēng)叫 “月球表面操縱系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱(chēng)LSMS。它看起來(lái)弱不禁風(fēng)，除了一個(gè)還算結(jié)實(shí)的平臺(tái)，就只剩下細(xì)長(zhǎng)的桿子和幾根纜索。但它比我們?cè)诠さ厣铣Ｒ?jiàn)的起重機(jī)有用得多。

通過(guò)纜索的作用，“它可以做到我們希望的任何事，既可以舉起儲(chǔ)氣罐大小的罐子，還可以把罐子準(zhǔn)確地安放在地面位置?！痹虑蚱鹬貦C(jī)的開(kāi)發(fā)和測(cè)試負(fù)責(zé)人約翰?道希(JohnDorsey)告訴記者。

雖然進(jìn)行測(cè)試的起重機(jī)只是模型，但它的大小和承載能力都和實(shí)物相同。具體說(shuō)來(lái)，月球起重機(jī)能承受100千克至 3000千克的通信和電力設(shè)施，甚至漫游車(chē)。為此，起重機(jī)的前臂得旋轉(zhuǎn)45度，升到距離地面9米的高度。不僅如此，起重機(jī)在地面上最遠(yuǎn)可伸長(zhǎng)7.5米。

這是第一代月球起重機(jī)在地球上的首次測(cè)試，設(shè)計(jì)者們只是采用了最便宜的鋁材料，而要在月球上工作，則需要將鋁材料換成更輕、硬度更高的碳氧復(fù)合物。