美國國家航空暨太空總署(NASA)主導實施的「阿提米絲計畫」試圖在時隔約半個世紀後再次實現人類登月,日本將在該項目中負責開發載人探月車。或許到本世紀30年代,我們就能看到日本探月車在月球表面大顯身手的英姿。

日本製造的載人探月車被稱作「載人加壓月球車」,由宇宙航空研究開發機構(JAXA)和豐田汽車聯合研發,相關工作將於2025年正式啟動。此款月球車的特點,是除了可以移動外,還具有可供太空人居住的功能。

2024年4月,日美兩國就「阿提米絲計畫」簽署合作文書,正式決定提供日本太空人兩個登月席位。如果計畫得以實現,日本將成為第2個達成載人登月的國家。這是對負責研發史無前例的月球車的日本技術實力的高度肯定和一種回報。日本將力爭在2031年提供可在月面行駛的「載人加壓月球車」。

拓展探測機會

載人加壓月球車是一種在月球表面搭載太空人行駛的探月車。美國實施阿波羅計畫期間,曾使用過穿著太空服直接搭乘的開放式月球車「LRV:Lunar Roving Vehicle」,説明太空人相較於徒步方式擴大了探測範圍。阿提米絲計畫也將使用同樣的「LTV:Lunar Terrain Vehicle(月球地形車)」,但由於是以穿著太空服(艙外太空服)為前提的,所以活動時間最多只有8小時左右。

另一方面,車如其名,載人加壓月球車設有「加壓艙」,太空人可以在艙內脫掉太空服生活。由於兼備居住和移動功能,所以可以毫無負擔地移動到距離登月點較遠的地點,執行最長28天的多種任務。目前設定的目標,是讓兩名太空人按照行駛時間加艙外活動(EVA:Extravehicular Activity)時間合計8小時一輪的節奏,在南極地區重複數輪工作。按照設想,由於月球表面會有很長一段時間是沒有日照的黑夜狀態,所以太空人「夜間」就在加壓艙中生活,開展地質樣本分析和月面活動傳播宣傳等工作。

2019年的載人加壓月球車概念圖。6輪行駛和加壓艙等基本構造與2023年的概念圖(標題圖片)相同,但是通信天線、障礙探測感應器(LiDAR:Light Detection And Ranging)、避免微隕石損傷機體的全面保護圍擋、窗戶形狀等都有所改變。在新的概念圖中,車體的側面還加裝了灰色的散熱器(JAXA / TOYOTA)
2019年的載人加壓月球車概念圖。6輪行駛和加壓艙等基本構造與2023年的概念圖(標題圖片)相同,但是通信天線、障礙探測感應器(LiDAR:Light Detection And Ranging)、避免微隕石損傷機體的全面保護圍擋、窗戶形狀等都有所改變。在新的概念圖中,車體的側面還加裝了灰色的散熱器(JAXA / TOYOTA)

阿提米絲計畫預計每年實施一次左右的載人任務。設想以地球時間5天為一個工作週期,循環實施時長8小時的行駛和探測作業以及時長16小時的太陽能電板發電,每個工作週期之後休息大約36小時,總共重複大約3個工作週期。預計兩個人兩週所需要的物資大約為1噸。

載人加壓月球車打開作為能量源的太陽能電板(JAXA / TOYOTA)
載人加壓月球車打開作為能量源的太陽能電板(JAXA / TOYOTA)

美國在早年的阿波羅計畫(15到17號)中,執行了3次探月車行駛任務,總移動距離為90.4公里,而載人加壓月球車的目標是10年1萬公里。儘管運行期間的前提條件有所不同,但數值上的移動距離將是阿波羅計畫的100倍。JAXA載人加壓月球車工程中心主任筒井史哉稱,「載人加壓月球車可以把(人類無須借助太空服生活的)加壓艙放到與著陸艙相距甚遠的地方。並可以將該地點作為基地,對周圍開展探測工作,這將大幅擴大探測範圍」,強調了這一變化的重大意義。

JAXA載人月球車工程中心主任筒井史哉(筆者攝影)
JAXA載人月球車工程中心主任筒井史哉(筆者攝影)

活動範圍擴大後,太空人的眼睛就有可能獲得寶貴的發現。筒井主任滿懷期待地表示,「在乘坐月球車移動的過程中,如果感覺『這裡的地形有點奇怪』,那麼這個地點或許就會成為下一個探測點。這樣就可以臨機應變地設計任務」。