目前月球環(huán)境下的傳統(tǒng)直升機(jī)在技術(shù)上不可行,但新型跳躍式飛行器已成為替代解決方案。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)路線(xiàn)和發(fā)展趨勢(shì),月球飛行器的研發(fā)呈現(xiàn)出以下方向:傳統(tǒng)旋翼技術(shù)的根本障礙,真空環(huán)境限制:月球表面大氣密度僅為地球的百億分之一,傳統(tǒng)直升機(jī)依賴(lài)空氣動(dòng)力的旋翼系統(tǒng)完全失效,無(wú)法產(chǎn)生升力。動(dòng)力系統(tǒng)沖突:武直-21等地球直升機(jī)使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和旋翼架構(gòu)與月球環(huán)境不兼容,需徹底重構(gòu)推進(jìn)方式。
可行技術(shù)路徑:跳躍式飛行器;火箭推進(jìn)跳躍通過(guò)小型固體發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)短距離彈跳移動(dòng),如NASA“鼬鼠”概念,適應(yīng)復(fù)雜月壤地形。我國(guó)正在研發(fā)的月球飛躍器利用月壤作為推進(jìn)劑,通過(guò)噴出高速氣體產(chǎn)生反作用力實(shí)現(xiàn)懸浮與機(jī)動(dòng)。智能控制與輕量化設(shè)計(jì)搭載自主導(dǎo)航系統(tǒng),結(jié)合月面重力特性(地球1/6)優(yōu)化跳躍軌跡。采用輕質(zhì)材料(如碳纖維)降低重量,緩解地月運(yùn)輸成本壓力(當(dāng)前每公斤載荷成本數(shù)萬(wàn)美元)。
中國(guó)月球探測(cè)的實(shí)踐方向
技術(shù)方案核心特點(diǎn)進(jìn)展
載人月球車(chē)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)+密封艙,可搭載2名航天員及已進(jìn)入初樣研制階段“探索”科學(xué)載荷,適應(yīng)月面崎嶇地形
微型AI機(jī)器人 5公斤級(jí)輕量化設(shè)計(jì),具備自主勘探將搭載于2028年嫦娥八號(hào)任務(wù)與協(xié)同作業(yè)能力
月面飛躍器 利用原位資源(月壤)作為推進(jìn)劑,技術(shù)驗(yàn)證中實(shí)現(xiàn)短程飛行
未來(lái)突破的關(guān)鍵領(lǐng)域,推進(jìn)技術(shù)革新:發(fā)展非空氣依賴(lài)推進(jìn)系統(tǒng)(如離子推進(jìn)、冷氣噴射),替代傳統(tǒng)旋翼。原位資源利用(ISRU)通過(guò)3D打印月壤構(gòu)件制造輕便起降平臺(tái),減少地球物資依賴(lài)。自主集群協(xié)作:多臺(tái)微型飛行器組成智能網(wǎng)絡(luò),分擔(dān)勘探任務(wù)并提升容錯(cuò)率。
傳統(tǒng)直升機(jī)在月球應(yīng)用已被技術(shù)路線(xiàn)否定,但跳躍式/噴射推進(jìn)飛行器將成為月面機(jī)動(dòng)的現(xiàn)實(shí)方案。中國(guó)計(jì)劃通過(guò)“探索”月球車(chē)(2030年前載人登月)和微型AI機(jī)器人構(gòu)建月面探測(cè)體系,遠(yuǎn)期或?qū)崿F(xiàn)基于原位資源的飛行器常態(tài)化作業(yè)。月球上如果沒(méi)有水一切都白搭,即便停留也是短暫的。
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