太空人將駕駛什麼樣的探測車橫越月表？

為了節省時間，讓探索冒險及科學研究更有效率，美國航太總署決定讓未來的月球太空人乘坐月球地形車（Lunar Terrain Vehicle ，簡稱LTV）──無與倫比的越野車王者。

美國航太總署在上個月宣布，由德州的「直覺機器公司」（Intuitive Machines）、科羅拉多州的「月球前哨基地公司」（Lunar Outpost）和加州的「文土里太空實驗室」（Venturi Astrolab）領軍的三組團隊雀屏中選，為未來太空任務設計月球車。在接下來的一年左右，美國航太總署將對各個團隊進行評估，最終會選出獲得46億美元合約的贏家。

目前，預計在2026年底發射的阿提米絲三號任務會將太空人送回月球，獲勝的月球地形車則將與阿提米絲五號組員一起部署。那麼，太空人將使用哪一輛月球地形車進行月表「公路旅行」呢？

來自文土里太空實驗室的 FLEX 探測車原型在加州死亡谷（Death Valley）附近進行實地測試。PHOTOGRAPH COURTESY ASTROLAB

從阿波羅計畫到阿提米絲任務

最後三次的阿波羅任務都有專屬的月球探測車（Lunar Roving Vehicle），這些電動車能擴大他們在著陸器周圍的搜索半徑。華盛頓大學聖路易斯分校的行星科學家保羅．伯恩（Paul Byrne）說：「你的工具、你的石頭、你的相機，還有你自己。如果你需要快速抵達某個地方，月球探測車是最好的方式。」

但這是輛一次性使用的車輛。詹森太空中心（ Johnson Space Center）的「艙外活動和人類表面移動」（Extravehicular Activity and Human Surface Mobility）計畫經理拉拉．科爾尼（Lara Kearney）表示：「對太空人來說，有這種小巧、輕便的一次性月球探測車相當有用。」

但時代已經改變。直覺機器公司的營運長皮特．麥格拉斯（Pete McGrath）表示：「美國航太總署現在想要的是可以更長久持續的探測車，因為太空人可能會回到月球南極的某處設立設施或基地。」

這表示他們需要一輛耐用、可充電、能夠轉換各種酬載、進行各種科學調查，甚至是在太空人不在附近時能夠自主移動或由地球遙控的月球探測車。美國航太總署希望月球探測車不僅能持續進行科學研究，還能在太空人抵達前建立前哨站和通訊陣列等設備，這將讓太空人有更多時間完成較複雜的科學實驗。

直覺機器公司月球賽車團隊所提供的月球地形車設計概念示意圖。ILLUSTRATION COURTESY INTUITIVE MACHINES

「這就像是把阿波羅時代的月球車和火星科學探測車結合在一起，我們現在正試圖這麼做。」基尼說。

對抗極端環境

美國航太總署也為三組團隊設定了必須達到的基本設計要求：車輛需要能夠應付適中的坡度、在電池單次充電的狀況下可以從著陸器（或最終基地）行駛9.7公里，且車輛及太陽能電池必須能在南極永久陰影區內存活數小時。這些寒冷的永夜區域可能蘊藏水冰，可以讓我們用做用來飲水、種植作物，及製造火箭燃料。

這三輛月球車內部將不會經過加壓處理，這表示太空人在駕駛月球車時必須穿著太空衣。而且在理想情況下，並不是每次載人太空任務都會送探測車上月球，月球地形車將會有10年的使用壽命。

這說起來比做起來容易得多。文土里太空實驗室的創始人兼執行長賈雷特．馬修斯（Jaret Matthews）表示：「嚴酷的日夜循環，代表輪胎得經歷比液態氮更低的低溫，和比沸水還要高出攝氏40度的高溫。」

在地球上，電動車的電池有時會遇到麻煩；在不時嚴寒的月球上，這個問題就更加嚴重了。如果可以使用電腦程式控制月球地形車追著太陽跑，那麼在月球南極溫暖永晝的狀況下，要保持太陽能供電的月球地形車持續工作是有可能的。但更好的選擇是創造能夠在黑暗中運作的電池。「這是個我們必須解決的困難技術問題。」月球前哨基地公司的創始人兼執行長賈斯汀．塞勒斯（Justin Cyrus）說。

另一個問題是月球的土壤，它與沙漠的沙粒不同，是種磨損性強、難以捉摸的材質。麥格拉斯說：「這像是在玻璃纖維上行駛，而且土壤會粘在所有東西上。」每輛月球地形車都必須與之對抗──但如果有什麼零件損壞，月球地形車必須能自我修復，或是交由太空人迅速修復。

「月球上沒有加油站或汽車修理廠可以處理這種狀況，」麥格拉斯補充說：「這就像在印第500賽場維修一樣──簡潔、迅速、有效率。」

月表「翹孤輪」

雖然這三輛月球地形車的核心概念相似，但各自有著不同的設計風格。雖然在比賽期間這三組團隊不能透露太多有關月球地形車的資訊，但他們已經提供了一些令人興奮的線索。

月球前哨基地公司正與洛克希德馬丁（Lockheed Martin）、通用汽車（General Motors）、固特異輪胎及橡膠公司（Goodyear Tire & Rubber Company）以及MDA太空（MDA Space）合作，製造一輛高科技運輸車。「這是輛太空卡車。它真的是為了在月球表面進行大規模維護和建設基礎設施而設計。」塞勒斯說。他解釋道，先進的電池技術讓他們能夠在寒冷的月夜中操作月球地形車，就算太空人不在現場也沒有問題。他們的月球地形車還配備了一套機械手臂，能執行精細的建設和貨物運輸任務。

已經有幾個由商業合作夥伴和其他太空機構主導、即將執行的月球任務，與他們所設計的月球地形車簽約。「我們希望這輛車能夠成為阿提米絲計畫的關鍵。」塞勒斯說。

直覺機器公司最為人所知的是，他們在今年稍早將奧德修斯號（Odysseus）太空船降落在月球南極（雖然過程有點顛簸）──這是自1972年以來第一艘登陸月球的美國太空船。他們正利用這個寶貴的經驗，與包括AVL、波音（Boeing）、米其林（Michelin）和諾斯洛普格魯曼（Northrop Grumman）等合作夥伴，共同建造「月球可重複使用自主人員探索車」（Moon Reusable Autonomous Crewed Exploration Rover），也可簡稱為「月球賽車」（Moon RACER）。

正如它的名稱所暗示，這輛以太空人為中心的月球地形車，設計看起來就像是輛跑車。「波音也參與建造了一開始的月球探測車。」麥格拉斯說。他解釋道，他們的設計高度模組化，這表示它的部份組件可以很容易由人類進行替換，甚至有潛力能自主更換。

文土里太空實驗室則是與「公理太空」（Axiom Space）及「奧德賽太空研究」（Odyssey Space Research）合作，他們的月球地形車名為「靈活後勤與探索」（Flexible Logistics and Exploration，簡稱FLEX），看起來相當流線、輕便。「它的設計是為了創造出有史以來最多功能的月球車。」馬修斯指出它的高度模組化架構。他們已經有一個全尺寸的地面原型，而且FLEX的一個版本已經預定要在SpaceX星艦（Starship）商業任務中前往月球，並且攜帶1.5噸的客製化儀器、實驗和其他貨物。「同樣的核心平臺設計，就是我們月球地形車設計的基礎。」馬修斯說。

不僅是旗幟和足跡

我們不知道美國航太總署會選中哪一輛月球地形車成為阿提米絲計畫的一員。但我們確知的是，這輛獲勝者不會在月表孤單太久。到阿提米絲七號任務的時候，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）自己的月球探測車應該也已經完成建造。而且他們將會採用加壓設計，這表示太空人在車輛內部無須穿著太空衣，而能快速移動，就像是利用機器人潛艇探查海底的探險家那樣。

這輛探測車需要能夠在單次充電下行駛至少19.3公里，並且能讓太空人在裡面待上30天，這讓它更像是輛長程偵察車。「這真正地改變了遊戲規則，」伯恩說：「你可以住在這輛車裡，再也不受裝備限制。」如果有需要的話，太空人也可以穿上太空衣進行步行探索。

在阿波羅計畫結束後，我們就很難想像在我們的月球鄰居上擁有人類的前哨站。「但阿提米絲任務的前提就是在月球上有個永久基地存在，不僅僅是旗幟和足跡──而是要回去並留下。」馬修斯說。而月球車的宣告讓這種可能性感覺更為具體，不難想像由各種太空機構和太空飛行公司所使用的四輛月球車在月球南極穿梭的畫面。

「這就是我們怎麼讓太空變得永續，」塞勒斯說：「這就是我們讓人類在其他天體上生活和工作的方式。」

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