月面探測國際競賽:日本團隊「Team Hakuto」參戰

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「Google Lunar XPrize(Google月球X大獎)」是由民間舉辦的世界首個以成功探測月面為主題的國際性競賽,由美國Google公司贊助。日本的「Team Hakuto(白兔小組)」也參戰其中,他們開發的月球車的性能受到好評,獲得了競賽中期階段的「Milestone Prize(里程碑大獎)」,成為獲獎熱門團隊之一。預計向月球發射火箭會在2016年下半年至2017年之間。屆時,Hakuto的探測車將和美國、智利團隊的探測車搭乘同一枚火箭,開展月面探測競賽。

用自動操控的探測車向地球傳輸高清視訊

該項競賽是由美國非盈利組織「X Prize基金會」於2007年發起的,意在刺激宇宙航天產業的發展。競賽以2017年底為完成時限,為參賽團隊設定了3項任務:①用民間資金開發的月球車在月球表面成功著陸;②自動操縱月球車在月面行走500m以上的距離(從著陸點算起);③拍攝月球表面的高清視訊和圖像並傳送回地球。

最先完成以上任務的團隊將獲得冠軍獎金2,000萬美元(約合22億日圓),第2位完成的團隊將獲得獎金500萬美元。另外,還準備了總額達400萬美元的獎金用於頒發各種獎勵。

截至2016年3月,總共有來自13個國家的16個團隊參加競賽。其中被認為有可能獲獎的是美國的「Astrobotic」和「Moon Express」,印度的「Indus」,德國的「Part-Time Scientists」,以及Hakuto。2015年1月,這5個團隊通過了技術能力評審,並獲「Milestone Prize」(獎金總額600萬美元)。Hakuto獲得了月球車性能類別的50萬美元獎金。

美國的Astrobotic則通過了月面著陸飛行能力、月球車性能和從月面向地球傳輸數據能力這3大類別全部的評審,目前被認為是最有可能奪冠的團隊。

「隼鳥號」小行星探測器的吉田教授也加入開發團隊

袴田武史統領著Team Hakuto(攝影:nippon.com製作部 大谷清英)

「Hakuto」(白兔)之名,源於「月亮上有白兔」的日本傳說。團隊負責人名叫袴田武史。他小學時代就沉迷於電影《星際大戰(Star Wars)》,從那時開始就懷有飛向宇宙的夢想,後來在名古屋大學和美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)研究所攻讀航空宇宙工學。

起初,袴田武史是作為志工參加日本和歐洲聯合組建的混合團隊參賽的,但由於2013年歐洲方面退出,於是組建了日本單獨的團隊Hakuto。同年5月,他創辦了負責團隊運營的公司ispace(總部位於東京都港區),正式開展活動。月球車的開發,則由東北大學研究所教授吉田和哉負責,他曾參與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的「隼鳥號」小行星探測器項目。

車身採用碳素纖維材料,車輪採用Ultem樹脂材料

Hakuto開發的月球車有兩種類型,分別是四輪的「Moonracker」和雙輪的「Tetris」。比起其他團隊開發的月球車,Hakuto開發的這兩種月球車更加簡約緊湊,反映出日本人擅長的小巧化思想。也正因為這一點受到好評,而獲得了「Milestone Prize」。

袴田說,「由於資金方面的原因,此次只能投入一台Moonracker參加競賽。實際上要降落在月球表面的預飛型號(FM),尺寸應該變化不大,但我們正在爭取把重量減少到4kg」。Tetris則考慮在下次及之後ispace公司的資源探測任務中投入使用。

四輪月球探測車「Moonracher」的預飛型號PFM3(重7kg,長60cm,寬54cm,高48cm)(攝影:長澤孝昭)

超緊湊型雙輪月球探測車「Tetris」的預飛型號PFM3(重2kg,長54cm,寬27cm,高27cm)(攝影:長澤孝昭)

Moonracher的車身採用經過碳素纖維強化處理的塑膠,車輪則採用耐熱性能上佳的ULTEM樹脂材料。考慮到車輪要能在覆蓋著粉塵的月球表面行走,且不會打滑,特意把車輪設計成齒輪形狀。除了在車身4個方向上都安裝有小型攝影機之外,還嵌入了能在自身定位的同時製作周邊環境地圖的SLAM技術。

月球表面的溫度,白天在100度以上,夜晚則降至零下150度以下。溫差非常大,而且是高輻射環境。月球表面為沙地,有火山口,也有岩石。在這麼苛刻的條件下,還只能依靠由安放在月球車上的太陽能面板所產生的有限電力來完成那些任務,技術難度非常之大。

搭乘競爭團隊登陸艙的「便車」飛向月球

Hakuto尚未擁有自己的獨立登陸艙,2015年2月,Hakuto與競爭團隊美國的Astrobotic簽署了協助運輸至月球表面的契約。在乘坐火箭飛向月球時,Hakuto將搭上Astrobotic公司的月球登陸艙「Griffin」的便車。智利團隊的月球車也一起搭乘。也就是說,這3個團隊的月球車是乘坐同一枚火箭從地球出發,著陸後同時起步開始月面探測競賽。

距離搭載登陸艙的美國Space X公司「Falcon 9」火箭的發射已為時不遠。袴田自信滿滿地說,「Hakuto一直專注於月球車的開發,我們3個團隊在月球表面同時起步競賽的話,我想我們是有勝算的」。月球車開發和運送到月球的資金(總成本大約10億日圓)籌措曾經很成問題,但由於團隊獲「Milestone Prize」而得到了航空航天巨頭IHI和通訊業巨頭KDDI等公司的讚助,資金問題朝著解決方向取得很大進展。

如果此次月面探測獲得成功,Hakuto的月球車會向地球傳送回什麼樣的影像呢?讓人不禁心馳神往。

撰文:編輯部 長澤孝昭

標題圖片:Team Hakuto的團隊成員們。前排中間為東北大學研究所教授吉田和哉(圖片提供:Hakuto)

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