2035年中國(guó)月球機(jī)器人上崗，輪式機(jī)械臂承擔(dān)宇航員體力任務(wù)

2035年，月球南極附近的研究站里，可能不會(huì)有宇航員在搬運(yùn)設(shè)備、采集巖石或維修儀器。

干這些活的，將是一批長(zhǎng)著輪子、裝著機(jī)械臂的機(jī)器人。

看到“月球機(jī)器人”這幾個(gè)字，很多人腦海中浮現(xiàn)的可能是雙足行走的人形機(jī)器人。但中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)選擇了一條更務(wù)實(shí)的路線：下半身裝輪子，上半身保留類人結(jié)構(gòu)。

這個(gè)選擇背后有清晰的工程邏輯。月球表面重力只有地球的六分之一，雙足步行系統(tǒng)在這種環(huán)境下極難保持穩(wěn)定，一旦摔倒，后果可能是災(zāi)難性的。輪式移動(dòng)系統(tǒng)配合主動(dòng)懸掛裝置，能以更快的速度、更穩(wěn)定的姿態(tài)在月面行進(jìn)，同時(shí)為上半身執(zhí)行精密操作提供一個(gè)穩(wěn)固的工作平臺(tái)。

中國(guó)在輪式月面載具上已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。玉兔號(hào)和玉兔二號(hào)月球車，以及天問一號(hào)攜帶的祝融號(hào)火星車，都驗(yàn)證了輪式系統(tǒng)在極端地外環(huán)境中的可靠性。這套技術(shù)基因，自然延伸到了新一代機(jī)器人的設(shè)計(jì)中。

為了應(yīng)對(duì)月球地表的極端溫差，月球晝夜溫差可以超過300攝氏度，該機(jī)器人的輪子預(yù)計(jì)采用輕質(zhì)金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)并加固鋼絲履帶。這種設(shè)計(jì)在保持減震柔韌性的同時(shí)提供足夠的耐久性，確保機(jī)器人在極寒條件下仍能保持抓地力，穿越崎嶇地形。

這款機(jī)器人的作業(yè)能力被設(shè)計(jì)得相當(dāng)全面。建設(shè)工程、設(shè)備維護(hù)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、月壤樣本采集與分析，幾乎覆蓋了月球科研站日常運(yùn)營(yíng)所需的全部體力工作。

為了勝任這些任務(wù)，研究團(tuán)隊(duì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上下了不少功夫。機(jī)器人的腰部可以左右旋轉(zhuǎn)180度，并向前傾斜最多90度，這讓它在狹窄或復(fù)雜的工作環(huán)境中能夠充分伸展并精準(zhǔn)定位工具。關(guān)節(jié)式機(jī)械手具備四個(gè)自由度，足以完成需要一定精細(xì)度的操作任務(wù)。

這種“下輪上臂”的混合架構(gòu)，其實(shí)代表了當(dāng)前太空機(jī)器人設(shè)計(jì)的一個(gè)重要趨勢(shì)：不追求純粹的人形外觀，而是根據(jù)實(shí)際任務(wù)需求進(jìn)行功能性優(yōu)化組合。早在2011年，NASA與通用汽車聯(lián)合開發(fā)的Robonaut就被送上國(guó)際空間站，成為首個(gè)部署在軌的人形機(jī)器人系統(tǒng)，驗(yàn)證了機(jī)器人輔助宇航員執(zhí)行太空任務(wù)的基本可行性。中國(guó)的新設(shè)計(jì)，則是在這條路上走得更遠(yuǎn)的一次嘗試。

值得一提的是，北京團(tuán)隊(duì)還同步提出了另一款專為物資運(yùn)輸設(shè)計(jì)的六足機(jī)器人平臺(tái)。這款機(jī)器人能夠在月面軟著陸后，步行穿越地形完成貨物配送任務(wù)，與半人形機(jī)器人形成分工明確的協(xié)作體系。

這款機(jī)器人服務(wù)的目標(biāo)，是中國(guó)規(guī)劃中的國(guó)際月球研究站。

2021年，中國(guó)與俄羅斯聯(lián)合發(fā)布了國(guó)際月球研究站的建設(shè)藍(lán)圖，站址選在月球南極附近，計(jì)劃到2035年前后建成具備長(zhǎng)期自主運(yùn)行能力的科研基地。目前已有十余個(gè)國(guó)家和機(jī)構(gòu)簽署了合作協(xié)議，項(xiàng)目正在穩(wěn)步推進(jìn)。

月球南極之所以被選中，核心原因是水冰的存在。永久陰影隕石坑中儲(chǔ)存的水冰，既是潛在的飲用水來源，也可以電解制成火箭推進(jìn)劑，大幅降低未來深空探測(cè)任務(wù)的成本。計(jì)劃于2026年發(fā)射的嫦娥七號(hào)任務(wù)，將對(duì)這些水冰進(jìn)行原位探測(cè)，為基地選址提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

在更宏觀的背景下，這場(chǎng)月球機(jī)器人技術(shù)競(jìng)賽，折射出當(dāng)前全球航天格局的深層變化。美國(guó)NASA主導(dǎo)的阿爾忒彌斯計(jì)劃同樣在加速推進(jìn)月面機(jī)器人部署，波士頓動(dòng)力、直覺機(jī)器等商業(yè)公司也在積極布局月面服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)。

月球，正在從科幻小說的場(chǎng)景變成真實(shí)的工程現(xiàn)場(chǎng)。而在那里辛勤勞動(dòng)的第一批“工人”，將不是人類，而是這些被精心設(shè)計(jì)出來的機(jī)器。