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FLEX ROVER:可用于月球营救任务且打造月球经济的载人月球车(含视频)||Artemis 110

FLEX ROVER:可用于月球营救任务且打造月球经济的载人月球车(含视频)||Artemis 110 星际航行
2025-04-13
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导读:可用于月球营救任务的月球车
Astrolab 是一家位于美国加州的小型航天商业公司,正在开发灵活物流与探索 (FLEX) 月球探测车车队,旨在实现载人航天、最后一英里货物配送、科学探索和自适应实用功能——所有这些都基于一个商业平台。自 2020 年成立以来,Astrolab 一直致力于开发商用 FLEX 月球探测车 (FLEX-C),重点关注硬件设计、早期测试以及强化该探测车平台的商业可行性。公司创始人贾里特·马修斯 (Jaret Matthews) 是地外移动系统的先驱专家,他与复杂空间系统和机器人领域的创新团队在两年内建造并测试了一辆全尺寸地球探测器,并有望在 2026 年执行首次商业月球任务
2024 年 3 月,Astrolab 成为美国宇航局 (NASA) 选定的三家研发月球地形车 (LTV) 能力的公司之一,阿尔忒弥斯 (Artemis) 宇航员将使用该车扩大对月球表面的探索,在该机构的Artemis月球活动期间进行科学研究,并为载人火星任务做准备。另外两家LTV开发公司为Intuitive Machines和Lunar Outpost,都在为NASA研发月球探测车。
为了使人类真正在地球以外天体上能以可持续的方式生活和工作,需要有一个从发射台到最终基地站的高效且经济的月球交通网络。目前,该月球交通网络的“最后一英里”存在缺口,而FLEX就是专门为填补这一缺口而设计的。 FLEX Rover 用来支持载人和无人的月面操作活动,承担了从科学探索到建立物流网络、运送宇航员和部署科学仪器、进行资源利用等多项任务,以及其他对于人类在月球、火星及其他天体上与可持续生存相关的至关重要的活动。
历史上,行星探测器都是定制的,大约每十年投入运行一次。传统的行星探测器是围绕特定有效载荷定制设计的,其开发和验证成本高达数十亿美元。这种方式已不再符合NASA支持在月球和火星上长期持续存在的目标,FLEX 探测车解决了这个问题。为了促进充满活力的地外空间经济的发展,围绕模块化有效载荷接口(FLEX 通用有效载荷)设计了 FLEX,该接口支持从着陆器到探测车的往返运输。
根据美国宇航局 (NASA) 的要求,FLEX 月球车可搭载两名宇航员,配备机械臂以支持科学探索,执行机器人货物物流,并能承受月球南极的极端温度。即使宇航员不在场,FLEX 月球车也可以在地球上远程操控,或由穿着宇航员服的宇航员操作。
Astrolab声称FLEX月球车将成为有史以来在月球表面运行的最大型、功能最强大的探测车。FLEX月球车的最大质量超过2吨,几乎是其前辈——阿波罗时代的月球车质量的3倍,后者的总质量为700kg。运送的货物质量从490kg增加到1600kg,为月球表面的科学实验和商业运营开辟了新的可能性。
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史上最大容量、多功能的月球车

FLEX 通用有效载荷是一种货物运输和运送模式,经过优化,可应对使用 FLEX Rover 系统进行星际旅行和部署到其他世界的挑战。每辆 FLEX 探测车均可运输 1600 公斤的有效载荷,其容积超过 3 立方米,可完全配置用于科学和品牌有效载荷。

什么是品牌有效载荷?因为人类总是在突破界限,所以太空不再是极限。月球是一个新世界,需要令人难以置信的产品创新和表达,创造非凡的故事来为您的品牌提供动力,造福子孙后代。在 Astrolab,我们相信,随着月球经济成为现实,这些新世界的本土品牌不仅将获得名声,还将获得未来。

FLEX Rover 可提供一系列服务,包括能源、数据、热管理服务。FLEX Rover 配备防尘快速断开接口,包括可连接各种有效载荷的盲插式脐带缆。脐带缆用于根据需要为有效载荷提供稳压电源、数据连接和热管理服务。

FLEX Rover 配备六自由度 (6DOF) 机械臂,在半径 2 米的工作空间内,有效载荷能力超过 25 公斤 (250 牛)。该机械臂还包含一个模块化末端执行器,其接口设计适用于各种用例。FLEX Rover 使用其机械臂部署多个较小的有效载荷,特别是那些需要精确放置或以机械或电力形式进行额外交互的有效载荷。

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超可变形车轮,适应多种极端环境

FLEX Rover 具有独特的轮式移动系统,可以升高和降低底盘离地间隙以适应月球或火星地形,同时保持稳定性。该系统使 FLEX Rover 能够将承载的仪器和设备降低到表面,或独立收集和部署模块化有效载荷。

FLEX Rover 配备了由 Venturi 定制的电池外壳,确保 LTVS 在月球表面的整个使用寿命期间始终保持稳定的性能。该电池外壳需要承受 FLEX Rover 在月球南极工作时每天数百摄氏度(-90 至 -230°C)的温差变化。

最独特的是FLEX 月球车配备了文丘里公司独特的超强变形月球车轮。这些车轮经过精心设计,具有极强的可塑性,同时保持了持久耐用和坚固耐用的特性。车轮外缘装有弹簧,使车轮可变形多达60mm,即约两英寸,这个特性使得它在月球的软月壤上具有极佳的牵引力。月球探测车可以爬上30°的斜坡,同时穿越高度为35-40cm的障碍物。当 FLEX 月球车部署到月球南极,以高达 20 公里/小时的速度行驶时,支撑这辆两吨重(含有效载荷)的车辆的四个车轮会变形,以吸收地面不平整度并抵御来自南极的强烈辐射。

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智能、安全是载人月球任务的核心

FLEX Rover 的主要飞行软件采用具有丰富飞行经验的灵活架构。该系统基于NASA众多任务中已验证的软件,提供便携式、可重复使用的模块化解决方案,以加快航天器研发。该架构将航天器操作抽象化,允许客户有效载荷根据需要对探测车进行尽可能或尽可能少的控制,以支持有效载荷目标。

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与8个客户签订了部署月球有效载荷的合同

Astrolab 的使命是通过设计、建造和运营一支满足所有行星表面需求的多用途星球探测车队,将人类推向新的地平线。Astrolab 由一支高度专业的团队组成,团队成员包括 NASA 资深员工、前 SpaceX 员工和 JPL 工程师,致力于提供对地球以外生命至关重要的自适应移动解决方案。2023 年,Astrolab 宣布与 SpaceX 达成协议,最早将于 2026 年底由月球星舰将一辆 FLEX 月球车登陆月球。Astrolab公司目前已经与8个客户签订了价值超1.6亿美元的合同,用于在月球上部署各类有效载荷。但鉴于SPaceX公司月球星舰的研发进度缓慢,目前该计划的发射日期尚不确定。

上面这张图展示FLEX月球车将使用机械臂将星际实验室公司的小型植物舱部署到月球表面,这是上述8家公司的有效载荷之一。

该团队在地面和行星机器人技术、电动汽车、载人航天等领域拥有业界领先的经验。Astrolab 丰富的经验以及与众多世界一流机构(包括电动汽车先驱文丘里集团)的战略合作伙伴关系,使其能够以最高的可靠性、灵活性和成本效益提供月球和火星移动服务。公司总部位于加州霍桑市。

很快,FLEX Rover 将能够每月部署数百吨模块化有效载荷,以支持人类在月球上的行动。FLEX Rover 对于建设基础设施、开展科学实验和开采资源以发展未来人类前哨等活动至关重要。多辆月球车还可以协作运输更大的有效载荷,例如用于着陆器机动或月球前哨站建设。FLEX 月球车可以支持载人操作、遥控或半自主科学研究、探索、后勤保障、场地勘测和基地建设和采矿作业等,以及其他对在月球及更远的地方持续存在至关重要的活动。

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已完成地面模拟测试,可用于月营救任务

2024年12月,美国NASA组织在位于休斯顿的约翰逊航天中心完成了对直觉机器、月球前哨站和Astrolab公司的三辆商业开发的月球地形车(LTV)的第一轮测试。作为为期一年的可行性研究的一部分,每家公司都于2024年9月向约翰逊航天中心提交了LTV的静态车辆模型,测试于10月份开始,并于12月结束了第一阶段。

为了模拟重力为地球1/6g的月球环境,美国NASA创建了一个模拟低重力环境,支持穿着加压服的受试者进行各种低重力测试。NASA的工程师团队进行了任务操作和应急演练,这些人机交互测试至关重要,因为它们可以让乘组人员直接反馈每辆探测车设计的易用性,评估显示界面和控制,并找出潜在的安全性问题和设计缺陷。然后,这些意见反馈会直接传达给每个商业月球车供应商,使它们能够依据所学到的经验改进它们的LTV月球车设计。

LTV的项目经理声称:这是月球地形车服务合同中的第一个重大测试里程碑,这些公司在获得合同后仅4个月就交付了真正的月球车,这真是了不起。NASA的乘组人员穿着美国宇航局的原型登月服,被悬挂在空中,模拟月球表面1/6g的重力,这种测试能够模拟他们在月球车外执行任务,例如收集或储存月球地质工具、部署科学有效载荷以及管理货物,就像他们真的在月球上一样。当穿着Axiom Space的加压登月服时,乘组团队评估了他们进出月球车、在乘员舱内导航以及戴着厚手套与显示界面和手动控制器交互的难易程度。测试还包括应急演练,工程师们练习营救失去了行动能力的航天员的场景。根据NASA的要求,每辆LTV月球车的设计必须允许航天员在紧急情况下独自营救其它乘组人员。

Astrolab 正是考虑到未来蓬勃发展的地外空间经济,才打造了多功能的 FLEX 月球车。FLEX 月球车独特的商业潜力源自其创新的移动系统,该系统使其不仅能够拾取和存放模块化有效载荷,更可以用于月球营救任务,从而使得乘员能够在月球及更远的地方持续存在。

在Astrolab的FLEX月球车设计中的闪光点,十分值得我们学习和借鉴!

【声明】内容源于网络
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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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