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德宇航DLR与欧空局ESA联手打造月球地面模拟试验场LUNA,用于验证航天员及机器人的月面复杂操作||国际月球村128

德宇航DLR与欧空局ESA联手打造月球地面模拟试验场LUNA,用于验证航天员及机器人的月面复杂操作||国际月球村128 星际航行
2025-04-04
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导读:用于模拟验证航天员及机器人的月面复杂操作

德国航空航天中心(DLR)和欧洲航天局(ESA)在科隆-波尔茨基地提供了一座具有开创性的基础设施LUNA,用于为未来的航天员和机器人月球任务做准备。 LUNA 凭借其独特的设施和与校园的无缝集成,能够对航天员和机器人月球活动进行高度复杂的模拟。LUNA 为现有的全球能力增加了一个关键的基础设施。

如今,月球也存在于地球上——用于训练宇航员、开发技术以及准备长期任务:德国航空航天中心 (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) 和欧洲航天局 (ESA) 现已联合建立了 LUNA 研究基础设施。LUNA 大厅包含一个面积为 700 平方米的模拟月球表面。它充满了“月球尘埃”,与实际的月壤惊人地相似。岩石和巨石是根据月球地质情况建模的,太阳模拟器重现了月球上的光照条件。LUNA 大厅于 2024 年 9 月 25 日正式开放

“LUNA 将通过研究太空探索技术和创新,为优化我们在月球表面的活动准备做出贡献。这涉及机器人和人工智能、利用当地资源和促进资源循环利用,直至再生能源系统。LUNA 为科学研究和技术开发提供了一系列独特的元素。作为‘地球上的月球’,LUNA 将以可持续的方式从德国支持月球活动,”DLR 执行委员会主席 Anke Kaysser-Pyzalla 表示。

北莱茵-威斯特法伦州州长亨德里克·伍斯特 (Hendrik Wüst) 表示:“现在正式宣布:通往月球的道路将穿过北莱茵-威斯特法伦州。随着 LUNA 模拟设施的启用,科隆再次创造了太空历史。这个全球独一无二的培训和技术中心展示了创新研究和国际合作如何突破可能性的界限。北莱茵-威斯特法伦州因此巩固了其作为航空航天主要基地的地位,并为推动技术创新做出了重大贡献。”

欧空局局长约瑟夫·阿施巴赫表示:“LUNA 的启用标志着欧洲太空探索工作的一个重要里程碑。这一独特的设施能够复制月球条件,增进我们对月球的了解,为我们未来的任务做好准备。我们很自豪能够领导这个项目,它使欧洲处于月球探索及其他领域的前沿,同时也促进了空间研究方面的国际合作。”

北莱茵-威斯特法伦州经济、工业、气候行动和能源部部长莫娜·诺伊鲍尔 (Mona Neubaur) 表示:“从北莱茵-威斯特法伦州直达月球:LUNA 是欧洲唯一的此类月球模拟设施,它将使科隆成为航天的主要枢纽。欧洲与国际合作伙伴目前正在规划月球和近地空间项目 —— 其中一条进入太空的路线现在从科隆开始。我们对这个迷人的研究设施特别感到自豪,它除了提供可持续的手段来准备宇航员和月球探索技术外,还为高效利用能源和材料提供了创新机会。因此,利用国家资金支持该设施的建立是我们的首要任务。”


德国联邦议院议员、德国联邦政府航空航天政策协调员安娜·克里斯特曼强调:“登月任务不仅对太空探索至关重要,而且还提供了重要的见解,有助于我们应对地球上的挑战并制定解决方案:有限的资源、气候变化、老龄化社会中的公共卫生以及能源和运输系统的重组。借助科隆的 LUNA 模拟设施,我们掌握了月球的钥匙,并通过它实现的高度复杂的模拟为创新和欧洲月球活动铺平了道路。”


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LUNA的太阳模拟器、隐藏的水冰和月尘

LUNA 有很多东西可以提供:大部分地面覆盖着 60 厘米厚的月壤。地面以下三米的区域甚至可以结冰,可以测试钻井技术。未来,可以在可调节坡道上的斜面上进行测试。这对于确定宇航员或探测车是否能够在倾斜表面上安全移动非常重要。“重力卸载系统”将很快模拟月球重力:为此,未来几个月将在天花板上安装手推车和电缆系统,这样宇航员或探测车就能像在月球上一样移动,而重量仅为实际重量的六分之一。月壤中埋藏着许多“宝贝”,例如有机玻璃元件和熔岩管。有机玻璃元件模拟隐藏在月球表面下的水冰,可以使用雷达实验进行探索。

熔岩管是地震实验的重要定位目标LUNA 大厅还包括一个尘埃室,可以研究针对月球尘埃的防护措施。细小而锋利的月壤会粘附在技术设备上并造成问题。太阳模拟器适合重现投射在月球极地的长而尖的黑色阴影。月球的南极特别有趣,因为人们认为它在其永远阴暗的陨石坑中蕴藏着水冰。LUNA 设施还将连接到位于 Oberpfaffenhofen 的德国空间运营中心 (GSOC) 的数据网络,DLR 微重力用户支持中心 (MUSC) 和欧洲宇航员中心 (EAC) 也连接到该网络。

未来,GSOC还将成为载人探索控制中心(HECC)的所在地,该中心是未来阿尔忒弥斯月球任务的欧洲控制中心,为月球任务创造一个独特的生态系统

LUNA 大厅预计将于 2026 年全面投入运营。“LUNA 将为宇航员和研究人员提供真实的操作环境,让他们进行训练、测试设备和改进任务程序,从而支持月球探索。这将有助于确保在月球上使用的技术和策略事先经过彻底测试和优化,”DLR LUNA 项目经理 Thomas Uhlig 表示。

大厅中的月壤模拟物由玄武岩制成,产自北莱茵-威斯特法伦州莱茵-锡格地区的一个采石场。就其化学、物理和岩土特性而言,该混合物与阿波罗宇航员从马雷斯地区带回地球的风化层非常相似。这些区域可以识别为月球表面的较亮区域。目前,LUNA 大厅中大约有 750 吨月壤模拟物。一旦坡道和尘埃室的最终施工工作完成,这一数字将增加到 900 吨。“月球尘埃”装在大袋子里,经过数周的运送,散布在整个大厅。

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LUNA将支持长期的月球探测任务
LUNA 基础设施还支持长期的月球任务:未来,宇航员训练任务的生活和娱乐区 FLEXHab 将位于大厅旁边。此外,EDEN LUNA 温室将被带到科隆。2018 年至 2022 年期间,该温室在 EDEN ISS 项目期间为南极洲诺伊迈尔三号站的员工提供新鲜食物。EDEN LUNA 将于明年翻新后位于科隆的 LUNA 大厅旁边。

LUNA月球设施的最初概念是 2013 年开始的一项研究的结果。多年来,这一概念发展成为一个非常复杂和多功能的设施。2022 年,北莱茵-威斯特法伦州承诺提供 2500 万欧元的资金。次年开始建设。ESA 为大厅的建设提供资金,而 DLR 在北莱茵-威斯特法伦州经济事务、工业、气候行动和能源部的支持下,为大厅和综合月球技术中心提供技术设备。大部分基础设施以及准备室、实验室和访客室都设在这里。

LUNA 设施将向希望进行实验和测试活动的国内外研究机构、航天机构、大学和学生团体、工业公司和初创企业开放。

LUNA 设施位于科隆的 DLR 站点,紧邻欧洲宇航员中心 (EAC)、DLR 航空航天医学研究所、DLR 空间材料物理研究所和 MUSC。现有的空间基础设施以及该地区 ESA 和 DLR 机构的技术专长都融入了 LUNA 设施的活动中。此外,LUNA 通过 GSOC 与世界各地的空间控制中心相连。

DLR 的未来燃料、材料研究、机器人和机电一体化、空间系统和 DLR 的空间操作和宇航员培训等研究所也参与其中。DLR 的德国航天局通过其对 ESA 探索计划的贡献参与了 LUNA 项目。

可以说,LUNA 创建了一个国际知名的月球活动卓越中心,这是德国和欧洲对进一步太空探索的贡献。

【声明】内容源于网络
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星际航行
本公众号是国内第一家以载人航天和深空探测为主题的公众号,下设国际月球村、Artemis任务、美天军观察、太空评论、太空经济、深空探测、读书荐书感悟等十个专题栏目,希望能以此推动国内航天科普事业的发展和进步。
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