月球車進(jìn)化論
在2009年1月20日，奧巴馬總統(tǒng)的就職典禮 上，一位機(jī)器人宇航員“引導(dǎo)”著一輛月球車款款走過，吸引了人們的目光。月球車在這里出現(xiàn)，不是偶然的。那個(gè)舉目可見而又遙遠(yuǎn)的世界，40年前美國(guó)首先實(shí) 現(xiàn)了載人登月，如今又再度成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，而能夠讓宇航員輕松工作的月球車，體現(xiàn)了各國(guó)的科技實(shí)力。和其他技術(shù)一樣,月球車也在不斷地進(jìn)化中……
一、敞篷車的輝煌歲月
“飛 向宇宙，浩瀚無垠！”這是迪斯尼樂園的英雄“巴茲光年”的口頭禪，這個(gè)所向披靡太空英雄不知道征服了多少青少年甚至成年人，燃起他們的太空之夢(mèng)。不過“巴 茲光年”的原型——“阿波羅11號(hào)”登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林在40年前和指令長(zhǎng)尼爾·阿姆斯特朗一起登上月球時(shí)，可沒有這么風(fēng)光。由于缺少代步工具， 兩位“地球來客”只能穿著84公斤的笨重宇航服在月面上蹣跚行走，雖然月面的重力只有地球的六分之一，但這款由21層面料構(gòu)成的臃腫的衣服還是給他們的行 走帶來很大不便，而且所攜帶的生命維持系統(tǒng)最多能夠支持4個(gè)小時(shí)。于是就有了我們?cè)跉v史影片中看到阿波羅計(jì)劃的宇航員們?cè)谠虑蛏峡尚Φ男凶叻绞剑阂葱⌒?翼翼地挪動(dòng)，要么“跳躍式”前進(jìn)。笨重的宇航服再加上科學(xué)考察設(shè)備和采集的月球土壤和巖石樣本，這些“重?fù)?dān)”給頭幾批登上月面的宇航員造成了很多困難和危 險(xiǎn)。
看到這里，聰明的讀者一定想到，宇航員們?yōu)槭裁床粠лv汽車去月球呢。美國(guó)航天計(jì)劃的“總設(shè)計(jì)師”，后來?yè)?dān)任馬歇爾航天中心主任的馮·布 勞恩也想到了這一點(diǎn)，早在1950年代馮·布勞恩和惠普爾等航天時(shí)代開創(chuàng)者在《克林周刊》（Collier’s Weekly）上發(fā)表了一系列的“科幻”文章，“暢想”了將來在月球、火星探索中所需要的種種技術(shù)（這一系列文章成為迪斯尼最早的太空探索電影所依據(jù)的腳 本），其中就包括月球車（Lunar Rovering Vehicle）。
“阿波羅計(jì)劃”使用的“月球漫游車”是一款4輪車，自1969 年5月開始研制，由波音公司承包（通用汽車公司旗下的Delco公司作為次級(jí)承包商參與研制），耗資3800萬美元，共制造出來4輛。這款車長(zhǎng)3米，寬2 米，高1米，大小和今天的大眾甲殼蟲汽車差不多。空車重量209公斤，加上兩名宇航員及設(shè)備時(shí)重量約為700公斤。。車上的通訊系統(tǒng)包括一架高增益的天線 用來傳輸圖片和數(shù)據(jù)，以及一架低增益的天線用于傳輸聲音和電視信號(hào)。給月球車提供電力的是兩個(gè)36伏的電池。在駕駛座位的中間有一臺(tái)手柄，理論上說兩位宇 航員都可以駕駛這輛車，不過習(xí)慣上都是由指令長(zhǎng)進(jìn)行駕駛。
月球車每個(gè)輪子都有獨(dú)立的四分之一馬力（200瓦）的電動(dòng)馬達(dá)和剎車，在月面行駛 的速度為每小時(shí)10~12公里。獨(dú)立馬達(dá)保證即時(shí)某個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)發(fā)生故障，月球車仍然能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)是美國(guó)宇航局的首要原則，這種設(shè)計(jì)也將月 球車的掉頭半徑縮小到了3米。這款月球車可以爬上25度的陡坡，最遠(yuǎn)可以開出67公里，不過為了安全起見，宇航員的活動(dòng)范圍不超過10公里，這樣萬一月球 車出了故障，他們還可以在生命維持系統(tǒng)失效前步行回到登月艙。月球車的首次使用是在“阿波羅15號(hào)”任務(wù)中。
阿波羅15號(hào)原本的計(jì)劃是和前 幾期登月相同的任務(wù)，但在1970年9月2日美國(guó)宇航局突然宣布取消了阿波羅18號(hào)及其之后的登月計(jì)劃，將阿波羅15、16、17號(hào)從H類任務(wù)（即在登陸 地點(diǎn)附近進(jìn)行有限活動(dòng)）改為J類任務(wù)（在月面停留時(shí)間更長(zhǎng)，并使用月球車等更新的裝備進(jìn)行更多的科學(xué)考察）。月球車的使用極大的擴(kuò)大了宇航員的活動(dòng)范圍， 從而得到更好的科學(xué)結(jié)果。
1971年7月31日，也就是阿波羅15號(hào)登上月球的第二天，載人月球車第一次使用。指令長(zhǎng)大衛(wèi)·斯科特 （David Scott）駕駛月球車和登月艙駕駛員詹姆斯·艾爾文（James Irwin）一起前往3公里外的Elbow環(huán)形山考察并采集樣本，然后再到另一處地點(diǎn)哈得利山考察，然后驅(qū)車返回登月艙。第二次前往哈得利山考察時(shí)，艾爾 文發(fā)現(xiàn)了著名的“創(chuàng)世紀(jì)之石”（Genesis Rock，或者叫起源石），這塊斜長(zhǎng)巖是在另一塊大石頭上發(fā)現(xiàn)的，后來的分析證實(shí)它應(yīng)該是在太陽(yáng)系形成初期就生成了，其年齡至少有40億年。在離開月球之 前，斯科特在月面上做了自由落體時(shí)間，將一根羽毛和地質(zhì)錘同時(shí)放開，由于月面上沒有空氣阻力，二者同時(shí)落地，這是四百年前伽利略已經(jīng)從理論上證實(shí)的。不料 在斯科特打算彎腰撿起這根羽毛的時(shí)候，艾爾文一腳踩過，于是這根“具有重要意義的”羽毛就永久地留在月球上了。