国外月球车一瞥

人类对月球探测的科学内涵正在不断扩展，它包括月球的科学、基于月球的科学和居于月球的科学三个方面。根据这样的理念，未来的月球探索不仅要发射大量的轨道器对月球进行普查，还要进行更多的月面活动，对月球进行详查。所以，用月面巡视探测器（或叫月球车）对月面某一区域进行探测十分重要。

1 车分两类

月球车是进行月球表面探测的重要工具之一。按照探测方式月球车一般分为两类：一类是无人驾驶的月球探测车，它由轮式底盘和仪器舱组成，载有多种科学探测设备，用太阳能电池和蓄电池联合供电，它是靠地面遥控指令或自主控制在月面进行巡视探测，苏联在20世纪70年代发射的月球车-1、2属于这类。另一类是有人驾驶的月球车，它主要作为航天员在月面活动的交通工具，用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗，并随时存放航天员收集的岩石和土壤标本，美国阿波罗-15、16、17载人登月的航天员曾使用这种类似电瓶车的月球车在月面活动，他们除科考和收集月岩样品外，还用车上的摄像机和传输设备，向地球发回了航天员在月面的活动情景和离开月面时的情景。

至今，国外一共发射过5辆月球车，即用于在月面进行无人巡视探测的苏联月球车-1和2（分别由月球-17、21落月探测器释放）和用于在月面运送航天员进行科学探测的美国3辆有人驾驶的月球车（分别由阿波罗-15、16和17载人登月飞船带到月面）。

按走行方式，月球车还可分为轮式、腿式、蛇式、轮腿式、跳跃式、履带式、滑撬式、气囊式、履带轮式和螺旋滚筒式等多种类型。不过，目前已使用的月球车都采用轮式，它又分为4轮式、6轮式、8轮式等。

2 漫游四方

无人月球车是一种在月面进行巡视探测的行走装置，它需适应月球环境，携带科学探测仪器在月面进行巡视探测，并把探测数据传送回地球。因此，无人月球车实际上就是一种能够在月球移动并完成探测任务的机器人。其主要作用是：装载科学探测仪器，并为这些仪器提供电源、温控、测控等正常工作的条件；在月面行走并进行勘测；把所探测到的科学数据传回地球。

苏联月球车-2模型

在技术上，月球车要能适应月球辐射强、低重力（月球重力是地球的1/6，月壤很松软，行进效率会降低）、路况复杂（月面崎岖不平，月球车的轮子既不能打滑，也不能翻车，并可前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转）、温差很大（月球的1天温度相差大约310℃）等不利条件，并具有自主工作能力（达到初级人工智能，例如，识别、爬越或绕过障碍物等）。

月球车可拍摄月面高分辨率图像；勘查月球的物质和资源；研究月球的地形、地质和形态特征以及表面的辐射和环境；分析月面土壤的化学成分和物理力学性质；考察和收集月面的岩石样品等。

国外专家还提出过不少载人月球车的方案，例如，月球摩托车、火箭单座车、月球拖挂车、月球轨道巴士、中型月球探险车、客货两用月球车、双座多用途高性能小型月球车等，但都没有投入实用。在美国小布什总统执政期间，美国为了重返月球，曾实施星座计划，为此研制了密封式月球车，即航天员在该车内可以不穿登月服，但随着星座计划的取消，这种月球车也不了了之了。

3 巡视探测

1970年11月10日和1973年1月8日，苏联先后用质子号运载火箭发射了月球-17和21落月探测器。其着陆器质量约1080kg，着陆机构为4个腿式缓冲着陆架，携带了着陆雷达、姿态控制系统、推力可调的发动机系统、陀螺、探测温度和辐射的仪器等。月球-17在月球雨海软着陆，月球-21在月球默尼环形山软着陆

月球-17和21落月探测器分别携带的月球车-1、2基本相同，都装有8个轮子，长为2.13m，轴距为1.70m，车轮直径为0.51m，宽度为0.20m，车轮动力范围为0.1m，行驶速度为1～2km/h，可翻越30°的坡，电源采用太阳电池阵列+蓄电池，在月夜期间，通过钋-210放射性同位元素加热器保温。

其不同之处是：月球车-1的质量为756kg，装有2副天线、4台摄像机、月壤探测器、X射线光谱仪、X射线望远镜、宇宙射线探测器和激光设备等科学仪器，在月面行驶了10.5km，工作了10个月，后由于能源不足停止工作；月球车-2的质量为840kg，装有3台摄像机、月壤探测器、太阳X射线实验仪器、天体光度测量计、磁力计、辐射计等科学仪器，在月面行驶了37km，工作了4个月，地面人员可通过月球车-2发回的图像来指挥其在月面的行走。另外，相比月球车-1，月球车-2在结构上有所改进，运动速度有所提高，摄像性能有所改善，活动范围大幅增加。

月球车-1拍摄了20000多张照片，对500个地点进行了土壤物理测试，对25个地点进行了土壤化学分析，总考察面积接近80000m2。此外，它还收集了大量月面辐射数据。月球车-2拍摄了发回86张全景照片、80000多张电视图片。

4 交通工具

1971年7月-1972年12月，美国先后发射了阿波罗-15、16、17载人登月飞船，它们各自装有一辆折叠式载人月球车，并且基本相同，均可在月面低重力、真空环境中行驶，从而扩大了航天员的舱外活动范围。每辆“阿波罗”月球车质量约210kg，长3m，轴距2.3m，高1.1m，有4个轮子（每个轮子各由1台发动机驱动，靠蓄电池提供动力，轮胎在－100℃低温下仍可保持弹性），电源采用银锌氢氧化钾一次性电池，行驶速度为10～12km/h，能携带约490kg的有效载荷。车上装有2个并排的可折叠座位，每个座位有可调节的踏板和安全带。车前端桅杆上装有大型网状碟型天线。航天员通过位于2个座位之间的T形手动控制器来控制漫游车。手柄前部有一个控制与显示模块，显示当前的速度、方向、电源和温度情况。其最高时速可达16km，航天员坐在里面驾驶着它在月球表面巡游，以车代步，爬越障碍，翻越沟壑，对山脉、峡谷和火山口进行了考察，并把激动人心的彩色图像传回地面。

阿波罗-15的月球车总共行驶了27.76km，总时间为3h2min，最长单次行驶距离为12.47km，离开登月舱的最长距离为5km，收集了约77kg月球样品；阿波罗-16的月球车总共行驶了26.55km，总时间为3h26min，最长单次行驶距离为11.59km，离开登月舱的最长距离为4.5km，收集了约96kg月球样品；阿波罗-17的月球车总共行驶了35.89km，总时间为4h26min，最长单次行驶距离为20.12km，离开登月舱的最长距离为7.6km，收集了111kg月球样品。其中在阿波罗-17任务中，由于月球车和航天服的可靠性增加，缓解了月球车行驶距离的局限，所以航天员驾驶月球车行驶的距离最长。

尤金·塞尔南驾驶着阿波罗-17的月球车

苏联月球车-1的轮子特写

航天员使用月球车时会受到微粒非常细小的月球尘埃影响。月球尘埃会使轴承、齿轮和密封的其他机械结构产生磨损。另外,在月球车行驶时，从车轮下喷溅出来的尘埃数量巨大高度超过2m，对航天员执行巡视任务产生了一定影响。

5 未来前景

月球巡视探测器可采用腿式、轮式和履带式，其中轮式具有运动速度快的优点，效率最高，所以已发射的5个月球巡视探测器都为轮式，但轮式越野性能不太强，适应能力最差；而腿式月球巡视探测器的适应能力最强，但其效率最低。随着月球车逐渐采用6轮摇臂-转向架式悬挂系统底盘结构，使轮式月球车的越野能力大大增强，能与腿式月球机器人相媲美。

此外，结合腿式和轮式漫游车的优点，一些国家也在研制轮腿式月球车。它融合了腿式的地形适应能力和轮式高速高效的优点，作业范围大，同时具有优越的越障避障能力，对复杂月球表面环境适应性强，但缺点是结构与控制复杂。

未来的月球车将朝着在月面工作更长的时间、行驶更长的距离、适应更复杂的环境等方面发展，并具有质量和尺寸最小化、有效地利用和传输能源、机动能力更强、航天员安全更高、应用范围更广、成本更低等特点。为此，需采用模块化设计和国际合作，以满足多种需求。