客观日本

汽车技术最前沿——日本开发的探测车将登月行驶

2022年08月25日 海洋宇宙

自1972年以来时隔约半个世纪再次载人登月的美国“阿尔忒弥斯计划”近期将伴随着宇宙飞船的无人飞行试验正式启动。参加该计划的日本团队承诺的项目之一是开发在月球上移动的载人探测车(漫游车)。也许到了2050年,日本产漫游车会成为月球上的主角。

最早于2022年8月把宇宙飞船“猎户座”送到绕月轨道上进行无人飞行,接下来进行载人飞行,最快将于2025年实现载人登月——这是1960~1970年代美国“阿波罗计划”后续项目“阿尔忒弥斯计划”预定的时间表。

将于8月开始的第一次无人飞行试验将在运送宇宙飞船的新型火箭“SLS”上搭载日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)开发的两架超小型探测器。其中的“Omotenashi”(待客之道)将成为日本第一架登陆月球的探测器。以前日本的“辉夜号”和“飞天号”等卫星为从高空探索月球做出过贡献,2022年则将成为日本正式登陆月球探测的元年。

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JAXA与丰田开发的月表探测车“月球巡洋舰(LUNAR CRUISER)”(供图:丰田)

JAXA与丰田正面向未来的月球探测共同开发漫游车。设想采用双座,以燃料电池为动力源。计划2029年将其送上月球。

月球的重力为地球的六分之一,温度在零下170度~零上120度之间激烈变化。受强辐射影响,月球表面被称为“表岩屑”的特殊沙子覆盖。包括耐久性和温度变化等在内,漫游车在月球上需要克服很多问题,不像在地球上行驶那么容易。需要为此改良零部件和动力源。

关键部件之一是安装在漫游车上作为“腿”使用的月球专用轮胎。轮胎由普利司通开发,材料不使用橡胶,而是使用不锈钢金属。2022年春在沙子结构据说与月球相似的鸟取沙丘(鸟取市)进行了行驶试验。实际应用于月球的准备工作正在稳步推进zhi3中。

动力源方面,除了阿尔忒弥斯计划使用的燃料电池外,还出现了未来有望应用于探测车的有力候选。JAXA与日立造船最近在国际空间站(ISS)的日本实验舱“希望号”上首次在太空中成功进行了新一代电池全固体电池的充放电。

这款电池可以在零下40度~零上120度的温度范围内使用,考虑在月球上的恶劣环境中使用。实验使用的电池重25克,容量不大。“最初将用于小型设备,如果能扩大容量,就有望全面用于探测车”(JAXA公关部)。

此外,初创企业Daimon(东京大田区)和ispace(东京中央区)也公布了投放无人小型月球探测车的计划。

迄今为止在月球上行驶探测车的只有美国、前苏联和中国三个国家。让日本探测车“在月球上行驶”的挑战将全面展开。

国际竞争战略存在课题

月球载人探测及探测车的主要动向与未来展望
1969年 美国阿波罗11号首次载人登月
1970年 前苏联将无人探测车“月面步行者1号”送上月球
1971~1972年 美国通过阿波罗15~17号将载人月球车“LRV”送上月球
2013年 中国将无人探测车“玉兔”送上月球
2019年 JAXA与丰田宣布共同开发载人探测车“月球巡洋舰”
2022年 “阿尔忒弥斯计划”通过无人飞行试验启动,日本探测器将首次登陆月球
2022年 Daimon(东京大田区)投放无人探测车
2024年 ispace(东京中央区)投放无人探测车
2029年 JAXA与丰田投放载人探测车
2050年前后 多辆载人探测车成为月球的基础设施

主导推进阿尔忒弥斯计划、负责开发作为新一代月球探测主力的火箭、宇宙飞船和登月器的是美国。关于日本利用汽车产业的优势开发载人探测车一事,JAXA相关人员表示:“这是日本无论如何也必须展示存在感的领域”。

在阿尔忒弥斯计划中,日本还将为在月球轨道建设的空间站“Gateway”补给物资并共享月球数据等。物资补给将利用根据过去已连续9次与ISS成功对接的补给船“白鹳号”的经验开发的新一代机型“HTV-X”。

根据过去选拔出11名宇航员登月的经验时隔13年再次募集宇航员的选拔考试也在进行中。阿尔忒弥斯计划将充分利用日本的载人宇宙开发过去约30年积累的技术。

课题在于将来能否在月球探测以外的领域也掌握主导权。例如,在月球基地建设方面,鹿岛和清水建设等建筑商以及三泽住宅等也积累了相关知识,但尚不清楚该如何利用这些技术。日本是制定在探测月球的国际竞争中制胜的具体战略的时候了。

原文:松添亮甫、《日经产业新闻》,2022/8/19
翻译编辑:JST客观日本编辑部