客观日本

先行试驾丰田月球探测车“月球巡洋舰(Lunar Cruiser)”

2023年12月19日 海洋宇宙

丰田汽车公司向公众开放了正在研发中的、并有望在日美欧等联合国际月球探测活动中大显身手的日本载人月球探测车“月球巡洋舰(Lunar Cruiser)”的内部。丰田在汽车最新技术展会上展示了用于验证目的的实体模型。参观者可以通过体验模拟驾驶,先行领略近未来“日本月球探测车”的世界。该车如果研发成功,将有望在下一代载人月球探测中发挥主导作用,为一睹其全貌,参观者排起了长队。

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月球巡洋舰驾驶席VR画面。正下方为驾驶席(摄于东京都江东区东京国际展示场)

汽车+载人航天技术发挥专长

月球巡洋舰可以在月球表面行驶和探索,并容纳2名宇航员在其中生活约30天。其目标是用于美国主导的国际月球探测项目“阿尔忒弥斯”计划。与美国“阿波罗15~17号”(1971~1972年)使用的驾驶席裸露在外的非加压型车辆不同,该探测车为加压车,可让宇航员可以在车中脱掉舱外用太空服,穿着衬衣在车内生活。经过与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的联合研究,丰田公司计划于明年开始全面开发,并致力于在2029年发射升空。拥有开发国际空间站(ISS)的日本“希望号”实验舱经验的三菱重工业等也将参与开发。

美国航空航天局(NASA)非常期待日本提供载人加压探测车。可以说这正是拥有强大的汽车工业和通过“希望号”等还积累了载人航天技术的日本发挥特长的时候。在不远的将来,搭载着各国宇航员的“日本车”能否在月球上疾驰将成为关注焦点。

丰田在10月26日至11月5日在东京举办的日本移动出行展(Japan Mobility Show,原东京车展)上展出了用于验证的全尺寸车内模型,参观者可以进入内部进行模拟驾驶。

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展示的月球巡洋舰模型。后部为车内模型,参观者可以进入内部,预约体验(摄于东京都江东区东京国际展示场)

宇航员通过车辆尾部的一扇门进出,车内以白色为主调。经过调节气压和穿脱舱外用太空服的房间后,映入眼帘的是约四张半榻榻米大小的起居空间,驾驶席在其前方。笔者也进行了预约,在告知采访后,进行了约15分钟的体验。

在VR大屏幕的指引下前行

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推荐路线以绿色显示(摄于东京都江东区东京国际展示场)

车辆驾驶舱正面是一个大屏幕,以虚拟现实(VR)方式投影出月球表面的行进方向。推荐的安全行驶路线宛如道路一般以绿色显示,方向盘指向的行驶方向以两条灰色粗线显示。行驶过程中,车体的摄像头会拍摄周围环境的影像。计算机将时刻处理这些信息,并在屏幕上实时显示与危险岩石、陨石坑等障碍物之间的距离。还会显示速度和车身姿态等信息。

令人惊讶的是,车身的示意图和会场的模型上都有类似挡风玻璃的东西,但车辆却以影像为线索行驶。关于其原因,负责人解释如下:“窗户不是为了行驶,而是为了宇航员的心理健康设置的。该窗户是完全看不到下方的。而且,在预计会进行探测活动的南极附近,太阳光几乎是水平照射过来的,所以当行驶方向处于车辆的阴影中时,会变得一片漆黑,什么也看不见。因此采用了通过摄像机拍摄下来并投射到屏幕上的最为安全的方法”。

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体验的操纵杆(摄于东京都江东区东京国际展示场)

坐到驾驶席上,收到地面管制员的信号,笔者便出发了。尽管左右都有操纵杆,但在这次的体验中主要使用了右边的。握着操纵杆的手的另一侧有加速按钮,按下时会加速,松开就刹车。左右转向是通过用拇指操作手柄来完成的。还有一个“R”按钮,可在逆行时使用。左操纵杆似乎用于逆行时切换屏幕视角等。

开局还算顺利。基本上只要将方向盘的灰色线条纳入绿色的推荐路线中就可以了。如果路面平坦,据说可以以每小时10公里的速度前进。一定程度的转弯也没有问题。可是,没过多久,车辆来到了左侧岩石地带略微伸出绿色区域的地方,结果车辆被卡住了,无法动弹。虽然在负责人的帮助下一度倒退并再次进行了尝试,但这次却因为右转舵过猛而偏离了绿色路线。在此过程中,一个操作不注意,车辆竟然翻车了。“那个,还是重新来过吧。看样子好像无法回到正轨……”。不知是否因为心理原因,总觉得负责人的声音有些尴尬。

由于无法按照自己的意愿驾驶车辆,最终陷入了一种“进退维谷”的心理状态。越是这种时候,越需要宇航员具备冷静处理的胆识与能力吧。不对,真正的宇航员应该不会让这样的情况发生吧。就在我这么想着的时候,体验时间结束了。对于有着23年驾龄的“本本族”(有驾照,基本不开车)的笔者来说,月球车的难度似乎有点高。这使得我还想在公路上再尝试一次。

当然,本次体验的内容仅是研究开发阶段的东西,在今后的开发中会不断发生变化。

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月球巡洋舰在月球上行驶的示意图(供图:丰田汽车)

将获得的技术“切实回馈社会”

阿尔忒弥斯计划是美国继ISS之后主导的大规模国际宇宙探测计划。自1972年阿波罗17号以来,计划于2025年再次实现载人登月。该计划推进了月球上空基地“门户(Gateway)”的建设,进行实验和观测,还将未来的火星探测纳入视野推进技术验证。日本于2019年决定加入,通过2020年文部科学省和NASA的共同宣言及2022年5月的日美首脑会谈等,日本人登陆月球的时运也在逐渐高涨。

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月球巡洋舰的轮胎由普利司通公司负责。由于在月球表面的严酷环境下橡胶制品会损坏,因此为全金属制品(摄于东京都江东区东京国际展示场)

月球巡洋舰的主体长6米,宽5.2米,高3.8米,大约相当于两辆微型客车的大小,被要求具有在重力为地面的六分之一、并能在气温为120~-170摄氏度、强辐射等恶劣环境下保护宇航员安全的性能。且具备自动驾驶功能等,在无人的情况下也能够运行。由于月球表面无法使用GPS(卫星定位系统),因此需要在运行中自主推测位置并实时检测障碍物、坡度等的技术。据称,为实现每天8小时、连续6天的越野行驶,目前正在使用测试车辆进行验证。

普利司通月球探测车开发项目责任人山下健在今年7月份的新闻发布会上,解释开发目的时强调:“我们在开发中获得的技术希望尽早地切实回馈给社会,而不是等到2029年”。 山下具体列举了月球巡洋舰的4大主要技术:在偏远岛屿和灾区也能发挥作用的再生燃料电池;可以穿越岩石地带的越野行驶性能;自动驾驶;以及居住性和可操作性等的“用户体验(UX)”。

四叠半空间2人休息……该如何消除压力

笔者非常期待包括日本人在内的宇航员驾驶月球巡洋舰登上月球的日子。但另一方面,实际进入车内后,我也感觉到宇航员的压力缓解对策等精神方面的精神护理将是一个很大的课题。2个人在四叠半大小的空间内生活一个月即使在地上也很难想象。月球上即使能跨出一步到外面,也没有便利店和居酒屋,而是一个荒凉的黑白世界。顺便说一下,距离地球上空400公里的ISS,宇航员每六个月轮换一次,空间约为一个足球场大小,虽然很小但是有独立房间。

为了减轻宇航员的压力,月球巡洋舰正在考虑通过与地面的通信提供心理咨询的制度、在屏幕上投影地球的自然风景、设置向驾驶席散发气味的装置以及考虑到体内生物钟的照明系统等措施。在体验结束时,负责人表示:“最大的课题是多人在一个地方生活。必须从社会心理学等出发考虑这个问题”。

宇航员的压力问题也将纳入UX技术中。山下先生表示:“我们希望为远离地球、在有限的狭小空间内处于极端状态下的人提供安全舒适的移动,以及兼顾公共和私人的健康生活”。如何在有限的车内空间下解决这一问题,也关系到美国希望通过国际合作在2030年代实现载人火星探测的可行性,笔者将继续予以关注。

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月球巡洋舰模型的内部。据称2名宇航员将一同生活在约四叠半大小的室内(摄于东京都江东区东京国际展示场)

自2019年以来时隔4年举办的日本移动出行展(Japan Mobility Show)由东京车展更名而来,在东京国际展示场(东京都江东区)举行,除汽车以外的交通工具相关行业也纷纷参展,共有475家公司和团体参加,11天内约有111万人到场。参展商展示了新一代电动汽车、燃料电池汽车、自动驾驶、飞行汽车、载人移动机器人等改变社会和生活的交通工具的未来。

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日本移动出行展上展出的未来的交通工具。(左上)飞行汽车=斯巴鲁;(右上)大型燃料电池卡车=五十铃·本田;(左下)自动驾驶EV无人出租车=本田;(右下)可载人上下楼梯的四轮车=铃木。

原文:草下健夫/JST Science Portal 编辑部
翻译:JST客观日本编辑部

日语原文

【相关链接】
• 丰田汽车“月球巡洋舰(Lunar Cruiser)
• JAXA“国际太空探测计划
• NASA“Artemis(阿尔忒弥斯)”(英文)
日本移动出行展2023官网