在4月24日第十個(gè)「中國(guó)航天日」啟動(dòng)儀式上,中國(guó)國(guó)家航天局正式發(fā)布探月工程四期嫦娥八號(hào)任務(wù)合作項(xiàng)目遴選結(jié)果,香港牽頭的「月面多功能操作機(jī)器人暨移動(dòng)充電站」入選。香港中通社獨(dú)家專訪項(xiàng)目負(fù)責(zé)人談該項(xiàng)目的進(jìn)程和設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
據(jù)了解,嫦娥八號(hào)為中國(guó)探月工程四期的重要項(xiàng)目,計(jì)劃於2029年前後發(fā)射,是由中國(guó)牽頭建立國(guó)際月球科研站的先行計(jì)劃之一,為未來(lái)在月球極區(qū)長(zhǎng)期維持無(wú)人月球站建立基礎(chǔ)。
香港科技大學(xué)將作為是次項(xiàng)目的主導(dǎo)機(jī)構(gòu),並聯(lián)同香港理工大學(xué)、港大、香港中文大學(xué)、香港城市大學(xué),以及上海航天技術(shù)研究院、大連理工大學(xué)、深圳大學(xué)以及南非國(guó)家航天局等,攜手實(shí)現(xiàn)從概念、研製、生產(chǎn)、測(cè)試到系統(tǒng)的前沿航天技術(shù)創(chuàng)新。香港特區(qū)政府透過(guò)InnoHK研發(fā)平臺(tái)成立「香港太空機(jī)械人與能源中心」負(fù)責(zé)此任務(wù)。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、香港科大太空科學(xué)與技術(shù)研究院院長(zhǎng)機(jī)械及航空航天工程學(xué)系于宏宇教授接受香港中通社獨(dú)家專訪,他談到此次機(jī)器人的背景,源於2030年到2050年建成月球科研站的目標(biāo),嫦娥八號(hào)將以機(jī)器人演練先期任務(wù),包括部署科學(xué)儀器、月球資源利用、多機(jī)器人協(xié)作。
于宏宇教授介紹,機(jī)器人重100公斤,設(shè)計(jì)包括太陽(yáng)能翼的無(wú)線移動(dòng)充電站。也可以為其他的機(jī)器人及巡視器充電,「比較驕傲地說(shuō),這個(gè)無(wú)線充電功能是我們香港機(jī)器人的獨(dú)特功能?!?/p>
「目前團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行設(shè)計(jì),希望2025年中把原理樣機(jī)做出來(lái)進(jìn)行測(cè)試,預(yù)計(jì)2027年上半年進(jìn)入正樣階段,根據(jù)初樣得到的數(shù)據(jù),把可以上天的機(jī)器人做出來(lái)?!?/p>
在地球造一個(gè)100公斤機(jī)器人或許不難,但要研發(fā)一臺(tái)可以在月面作業(yè)的百公斤機(jī)器人,極具挑戰(zhàn)。
于宏宇教授向記者提出了任務(wù)中面臨的幾個(gè)挑戰(zhàn)。首先是月球溫差很大,尤其月夜溫度極低。沒(méi)有大氣層的月球,月夜時(shí)分熱量很快散掉,月表溫度能夠達(dá)到零下230攝氏度,而此次機(jī)器人還是在月球南極作業(yè)。
「零下230度是什麼概念?液氮是零下170多度。機(jī)器人要在這麼低的溫度下做任務(wù),意味著所有材料、結(jié)構(gòu)、電子元器件都要保證能在這個(gè)環(huán)境生存下去?!褂诤暧罱淌谡f(shuō),因此項(xiàng)目中將通過(guò)先進(jìn)熱控設(shè)計(jì),使得敏感器件在此超低溫環(huán)境得以存活。
另一個(gè)是月塵。于宏宇向記者科普,月塵的顆粒和地球塵土完全不一樣,它非常尖銳,帶有電荷,如果附著在機(jī)器人或者太陽(yáng)能板上都是有損害的,這些都是在地面無(wú)法想像的困難,也是團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)中、測(cè)試中要一點(diǎn)點(diǎn)攻克的。
不過(guò),我們國(guó)家20多年嫦娥探月任務(wù)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),為此項(xiàng)目提供了很多前瞻性的參考。于宏宇教授形容月面作業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目,是站在國(guó)家探月任務(wù)的肩膀上往前走,「基本上我們看不到不可逾越的障礙。航空航天任務(wù)一定要把問(wèn)題在登月前完全解決,不允許有遺留問(wèn)題?!?/p>
香港參與國(guó)家航天任務(wù)歷史已久,這次任務(wù)有幾個(gè)新特點(diǎn),一是首次香港牽頭的完整系統(tǒng)項(xiàng)目,二是既聚合了香港五所院校的科研力量,也納入了眾多國(guó)際合作。團(tuán)隊(duì)構(gòu)成除了香港高校,還有內(nèi)地科研機(jī)構(gòu)、南非科研機(jī)構(gòu)。據(jù)介紹,香港團(tuán)隊(duì)有著頂尖的科研能力,而上海航天技術(shù)研究院則能提供強(qiáng)大的工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,南非科研機(jī)構(gòu)將參與月面科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
對(duì)於香港能獲得國(guó)家支持領(lǐng)導(dǎo)如此重要的任務(wù),于宏宇教授認(rèn)為有兩方面重要原因,一方面香港科研機(jī)構(gòu)在機(jī)器人、材料、電子,機(jī)械等領(lǐng)域具有雄厚的先進(jìn)技術(shù)積累,另一方面香港具有「一國(guó)兩制」的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),既能背靠祖國(guó)又能聯(lián)通世界。他透露:「我們?cè)谂μ剿鞲嗳蝿?wù)合作,歡迎任何一個(gè)國(guó)家的專家來(lái);也在探索相關(guān)的一些聯(lián)繫,比如歐洲一些科學(xué)家都在討論中?!?/p>
于宏宇教授期望香港在牽頭把任務(wù)踏踏實(shí)實(shí)做好的同時(shí),也可以成功建立香港本地航天團(tuán)隊(duì)和任務(wù)能力,同時(shí)將任務(wù)中研發(fā)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化,推動(dòng)香港航天科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)化,讓其成為香港經(jīng)濟(jì)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。(香港中通社記者陳卓?jī)x)