中國科學(xué)院院士、中國月球探測首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)曾經(jīng)在2007年表示，中國已完全具備開展月球探測的能力，并計劃在13年內(nèi)實現(xiàn)不載人月球探測計劃。2012年，中國月球探測“嫦娥工程”中最重要的角色月球車將在月球上的某個月海登陸。在2006年10月31日開幕的第六屆中國國際航空航天博覽會(珠海航展)上，中國月球車首次現(xiàn)身。在實驗室里，這個重要角色的學(xué)名是“月球探測遠(yuǎn)程控制機(jī)器人”。

月球車的職責(zé)

作為登月探測的一個重要實施者，月球探測車是中國月球探測工程中的一個重要項目。月球車自主研究開發(fā)的意義在于：它是著陸探測和取回樣品的關(guān)鍵工具，是長期實地考察的需要，為未來深空探測奠定技術(shù)基礎(chǔ)，可大大節(jié)省探測成本。

“嫦娥工程”三期無人探月計劃中，在第一期“繞月探測工程”實施的過程中并沒有月球車的身影。它要到第二期“落月”時才會露面，并在隨后的一段時間里和第三期“返回”中大展身手。2009年～2015年，中國將進(jìn)入“嫦娥工程”第二期，屆時將進(jìn)行兩到三次的軟著陸巡視勘查，其中2012年向月面發(fā)射一個軟著陸器的計劃已經(jīng)基本確定。

按照這一計劃，軟著陸器將攜帶載有攝像機(jī)和多種探測儀器的月球車。在月球表面巡視勘查，為建立月球基地收集基本數(shù)據(jù)資料。為中國探月工程做出貢獻(xiàn)。目前中國進(jìn)行此項任務(wù)的技術(shù)實力、物資條件和經(jīng)濟(jì)實力都已基本具備。

第三期工程大約在2010年～2017年展開，月球車將再次登陸月球。這一次它不僅要采集月壤和巖石的樣本，還要搭乘返回艙重返地球。

月球車技術(shù)復(fù)雜

顧名思義，“車”不僅要能移動，還能承載一定的重量。在這一點上，地球車、月球車都一樣。但是，月球車的應(yīng)用范圍和性能要求，又與地球車大不相同。它不但要具備在低重力情況下前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、爬坡、取物、采樣和翻轉(zhuǎn)等基本功能，還必須具備識別、爬越、繞過障礙物、在月球上采集月壤并運載回指定地點等人工智能。

2007年3月，中科院自動化研究所專家表示：相對于美國有人駕駛的月球車技術(shù)，中國采取的是無人月球車技術(shù)路徑。月球車須攻克溫差、能源、防塵、輻射、重力等數(shù)道難關(guān)。月球沒有大氣層，溫度變化由陽光直接決定，日間溫度可達(dá)130％，夜間溫度則-會降至-150度，這對月球車幾乎所有零部件提出很高要求。為此，月球車專門配備有“熱控”單元，如同一部強力空調(diào)，適時“打冷氣、供暖氣”。

月球自轉(zhuǎn)一周是28天，一個夜晚相當(dāng)于地球上的14天。要度過漫漫黑夜，月球車無法靠太陽能帆板來供電，除需在白天儲電外，還要攜帶體積小、能量大的“核電池”。再次，月壤由大量細(xì)微顆粒組成，有些微粒還帶有靜電，這種“灰塵”可能進(jìn)入甚至覆蓋月球車所載儀器設(shè)備。另外，月球車完全暴露在多種宇宙射線下，所受重力也只有地球的1／6，這些設(shè)計條件在地球上都很難模擬。既是“勘探員”又是“攝影師”，月球車要身兼數(shù)職。

月球車系統(tǒng)由多個部分構(gòu)成，將采用“六輪搖臂式”行走機(jī)構(gòu)，各只輪子可同時適應(yīng)不同高度，是一位“爬行高手”；在其桅桿上，將安裝攝像頭、感應(yīng)器、天線等多種探測、導(dǎo)航、通訊設(shè)備；它還有一條機(jī)械臂，能在月壤、月巖中勘探取樣，供現(xiàn)場檢測。

考慮到地月之間相距38萬千米，星際通訊約有3秒時滯。與火星車相比，月球車對星際通訊的要求不高，火星車時滯需要20分鐘。但是，月球車要比火星車面臨更糟糕的空間環(huán)境。月球車不僅接受地面遙控，也是具有一定自主能力的機(jī)器人系統(tǒng)。比如，它可與地面人員共同通過直播式的鏡頭，尋找行進(jìn)路線，遇石躲開，遇坑避開，每一步都要慎重，比人的步行速度還慢。在10千米活動范圍內(nèi)，月球車將不定時地把全方位圖像和勘測數(shù)據(jù)傳回地球，供科學(xué)家們合成和分析。

月球車的設(shè)計可帶動中國機(jī)器人、智能車輛、科學(xué)探測等相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；培養(yǎng)大批未來宇宙探測車研發(fā)和制造的后備人才。二期計劃中運用的月球車，將采用全國招標(biāo)的方式來選擇，目前中國已經(jīng)有10余所科研院所和高校參與了角逐。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長鄧宗全前后共制作了4輛月球車原理樣機(jī)，以適應(yīng)不同的月面環(huán)境。其中一款“六輪搖臂轉(zhuǎn)向架式”是仿制美國“阿波羅”飛船帶上月球的“索杰娜”型月球車制成的，它的車身是以超靜定的方式向各個車輪分配重量，車輪與月面接觸點的位置可以自由調(diào)整。這款月球車在平穩(wěn)性、抗顛覆能力和越障能力方面都有上佳表現(xiàn)。最初的4輛原理樣機(jī)都是學(xué)習(xí)型的，讓科研人員去理解和掌握國際的先進(jìn)車型。接著他們會推出3款“更接近實用的樣車”。這3款新車將更多地融入哈工大自主創(chuàng)新的技術(shù)。在他們舊的設(shè)計方案中，已經(jīng)有一款是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“兩輪并列式”月球車，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、重量小。航天器上可以一次搭載多個這樣的月球車，分別執(zhí)行不同的任務(wù)。

上海交通大學(xué)則啟動了一項“吳剛”計劃，加速月球車的研究?！皡莿偂庇媱澰谏虾＝煌ù髮W(xué)空天技術(shù)研究院的平臺上，集中了交大3個實力最強的學(xué)院和7個相關(guān)研究所，其中有11位博士生導(dǎo)師和數(shù)十名各專業(yè)高級科研人員。成立于1985年的上海交大機(jī)器人研究所，是中國最早從事機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的專業(yè)機(jī)構(gòu)之一。自1997年起，該所開始對月球車-及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有針對性的探索研究，并取得了不少成果，先后制作了6輛各有特色的登月車。

由于月球車系統(tǒng)復(fù)雜，因此任何一個部門和單位都無法獨立承擔(dān)完成，而所要投入的時間也很漫長。專家指出，目前國家還沒有正式啟動月球車計劃，各高校研發(fā)中的月球車沒有一輛能稱得上是真正的月球車，充其量就是個地球車。這些已經(jīng)研制出的月球車在很多方面都有欠缺，月球車要符合一系列條件：制造月球車的材料要在-170～130℃之間都能正常工作；月亮一夜是地球14天，月球車要能在長時間黑暗中解決能源問題，而已經(jīng)研制出的月球車大都沒有解決這些難題。

關(guān)鍵技術(shù)取得突破

2007年3月，“月球車關(guān)鍵技術(shù)預(yù)先研究”項目通過中國科學(xué)院高技術(shù)局組織的專家組驗收。該項目于2005年3月啟動，中科院沈陽自動化所作為項目牽頭單位，聯(lián)合中科院國家天文臺、中科院空間中心、中國科技大學(xué)和中科院電子所等單位，合作開展項目的研究工作，前后用了兩年多時間。中科大承擔(dān)了月球車的視覺、熱控兩個系統(tǒng)的研制：視覺系統(tǒng)相當(dāng)于人的眼睛，十分重要，只有攻克此項難關(guān)，才能保證月球車在月球上有目的地工作；熱控系統(tǒng)還處于理論探討階段。

中國未來的月球車將穿上“防護(hù)服”——種新近研發(fā)的超輕特種金屬泡沫鋁材料，以保證攜帶攝像機(jī)和多種探測儀器的月球車安全著陸，防止沖擊可能造成的破壞。

2006年12月，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)院對外宣布，該院固體物理研究所在超輕型泡沫鋁的制備研究方面取得重大突破。科技人員通過對滲流工藝的改進(jìn)及后處理方法的探索，基本掌握了國際上最先進(jìn)的石膏型滲流技術(shù)，能穩(wěn)定地制備出密度小于0.2g／cm³以下(設(shè)計要求為≤0.3g／cm³)的開孔型泡沫鋁，其結(jié)構(gòu)均勻性達(dá)到美國DUOCEL泡沫鋁的同等水平。他們在超塑性金屬材料的研究方面也取得可喜進(jìn)展，已經(jīng)獲得常溫下延伸率達(dá)160％左右的合金，超出設(shè)計指標(biāo)1倍多。該研究成果為盡早提供滿足中國航天需求的功能材料，邁出了關(guān)鍵性的一步。目前，科技人員正繼續(xù)攻克大尺寸泡沫鋁材料的制備及結(jié)構(gòu)一致性控制技術(shù)和提高超塑性金屬材料的強度兩大難題。在中國航天探月工程中，月球車軟著陸器的支架上將采取兩級緩沖保險。