“谷歌月球XPrize里程碑奖项”正式颁发:

时间:20-06-08 栏目:天文科学 作者:wenkula 评论:0 点击: 277 次



示意图:一艘谷歌月球XPrize大奖赛参赛队设计的飞船正在执行考察任务。


示意图:一艘谷歌月球XPrize大奖赛参赛队设计的飞船正在执行考察任务。


月球在召唤。谷歌公司悬赏3000万美元寻找能够依靠私人的力量研制一艘低成本商业飞船成功降落月球表面,行驶至少500米并传回月面高清图像和视频的应征者。目前全球共


月球在召唤。谷歌公司悬赏3000万美元寻找能够依靠私人的力量研制一艘低成本商业飞船成功降落月球表面,行驶至少500米并传回月面高清图像和视频的应征者。目前全球共有18支队伍参加大奖的角逐。


2013年年底,日本Hakuto 团队正在滨松的海岸边对他们名为“Moonraker”的小型轻质月球漫游车进行测试,它的后面用伸缩杆连接着另一辆名为“Tetri


2013年年底,日本Hakuto 团队正在滨松的海岸边对他们名为“Moonraker”的小型轻质月球漫游车进行测试,它的后面用伸缩杆连接着另一辆名为“Tetris”的更小的月球车。


美国Astrobotic团队的漫游车正在一座矿场进行崎岖地形行驶测试。


美国Astrobotic团队的漫游车正在一座矿场进行崎岖地形行驶测试。


(神秘的地球报道)据新浪科技(晨风):美国太空网报道,自从2007年以来,全世界的许多创业团队都在为一个伟大的梦想而努力,那就是开启月球商业探测的新纪元。而就在最近几天,“谷歌月球XPrize里程碑奖项”正式颁发,全球共有5支队伍胜出,这也标志着利用私人的力量,以极低的成本开展商业月球探测的日子不久之后就将到来。


这5支优胜团队分别为Astrobotic,Hakuto,Moon Express,Part-Time Scientists以及Team Indus。在过去一年里,这几支团队接受了由航天,科学以及工程方面专家组成的评审团的严格检查和技术评估。而现在,他们将从谷歌公司获得高达525万美元的奖金,作为对他们这段时间锁取得技术成就的奖励——谷歌月球XPrize大奖赛的最终目标是发射一颗完全私人研制的着陆器登陆月球表面。


为了赢得谷歌公司悬赏的3000万美元最终大奖,参赛队伍必须将一个探测器送上月球表面,并且这个探测器还必须能够在月球表面上移动至少500米的距离并向地球回传高分辨率的录像和图像数据。而此次颁发的里程碑奖金则主要针对三个关键的方面,这几个方面对于整个项目的最终达成将具有重大意义,即:着陆,机动以及成像。评审团成员经验丰富,曾经参与从航天飞机项目到最近菲莱着陆彗星的诸多重大航天行动,他们对于想要成功着陆月球所需要注意的一些问题也都具有深刻的认识。整个评审过程已经历时超过一年,一共涉及9名评审团成员,他们一共对25项测试进行了监督,并直接参与了超过20项的技术评估工作。


着陆里程碑奖项


要想拿到谷歌公司开出的大奖奖金,着陆月球还只是迈出了第一步。在发射之后,飞船必须飞行大约40万公里才能抵达月球,随后它必须精确地启动反冲减速发动机,以便确保自己能够安全地降落到月球表面。当接近月球表面时,反冲火箭的推力应当可以将飞船下降速度减速到与一个人行走速度相接近的水平。着陆本身充满了风险,因为所有人都知道月球表面遍布陨石坑,并到处散落着大量巨大的岩石。在谷歌本次颁发的“着陆里程碑奖项”中,Astrobotic,,Moon Express以及 Team Indus胜出,这三个团队成功证明了他们已经朝着研制出可以安全降落月面的着陆器方面取得了关键性的进步。


Astrobotic团队展示了他们的解决方案。他们的着陆器名为“格里芬”(Griffin),它会利用一套自动着陆系统自动判断飞船自身当前所处的位置和高度,采用的方法是将其自身相机实时拍摄的下方月面图像与美国宇航局数据库中的月面高分辨率图像进行比对。在降落的过程中,“格里芬”会利用激光感受器自动构建一个下方月面的3D模型并从中挑选最安全的着陆点位置。在2014年6月,Astrobotic团队在美国西部的莫哈维沙漠中向评审团的专家们现场展示了他们研发的这种自动风险规避系统的性能。该团队的风险自动规避系统软件,加上其研制的探测技术包原型被集成进Xombie测试平台,这是一款由马斯登空间系统公司(Masten Space Systems)开发的的亚轨道火箭。测试中,Astrobotic团队研发的技术方案成功地引导模拟飞船避开了危险区域并安全降落。评审团的专家们还对该项目团队的技术方案设计与数据分析流程进行了评估,并在2014年12月份观看了格里芬着陆器反冲发动机的现场点火试车。


Team Indus展示了他们设计的月球着陆器全尺寸模型,使用的材料是蜂窝铝板,这样可以尽可能减轻着陆器自重,并安装有4个减震支架。在2014年12月进行的连续两周的密集测试中,这台着陆器被放置在印度空间研究组织(ISRO)的震动测试台上以便测试其是否可以经受住发射时的震动环境,另外团队还在印度国家航天实验室(NAL)进行的一系列的测试中将飞船从一米高度做了自由落体实验。在与项目团队成员的多次会面中,谷歌XPrize大奖的评审们对他们的着陆器的各项关键系统进行了评估。


Moon Express团队则研制了一款极具创新性的多功能飞船设计,名为“MX-1”。未来预计这款飞船将可以在轨道上开展各种商业活动,而不仅仅是像这次那样被作为一个月球着陆器。MX-1使用一台火箭发动机,使用煤油和过氧化氢的二元燃料推进剂,以使飞船能够在轨完成一系列的机动动作并最终抵达月球。另外飞船上还安装有使用过氧化氢燃料的推进器,作为确保飞船安全降落的反冲发动机。该团队的这款飞船最特别的地方是它的一对环形燃料箱,其可以让结构紧凑的飞船携带尽可能多的氧化剂和燃料。在2014年12月,Moon Express 团队向谷歌XPrize大奖评审专家进行了一系列的展示和测试,地点是在美国宇航局的肯尼迪航天中心。利用悬吊系统和吊绳,项目组对他们的着陆飞船原型MTV-1X的导航和控制系统功能,以及推进系统的设计进行了测试。


机动里程碑大奖


谷歌的月球 XPrize大奖的参赛团队在将飞船安全着陆月球表面之后还将面临月面移动的挑战。月面上细小的尘土对于着陆器的活动组件将构成严重威胁。中国的第一辆月球车玉兔号在2013年12月着陆月球表面,之后正是可能由于月面尘埃导致的机械故障,在行驶了100多米之后便无法移动了。而要想赢得谷歌大奖,参赛设计团队必须能够展示他们打算如何让他们的探测器实现在月面上的移动,以及他们打算如何对自己团队探测器在月面上的移动距离进行精确测定,以便符合谷歌大赛的500米距离要求。参赛团队还必须向大赛评审专家解释,他们打算如何让自己设计的探测器能够顶住月球上恶劣的环境条件而生存下来。


Hakuto团队则决定将他们的注意力集中在移动性方面,他们计划与其他团队合作,购买他们的发射服务并搭车飞往月球。他们目前已经开发出一款名为“Moonraker”的小型轻质月球漫游车用于参加这项赛事,另外他们还开发了一辆名为“Tetris”的更小的月球车,目的是用于在月面上开展对陨石坑内部的科学研究工作。这种四轮月球车Moonraker 将使用一根可伸缩缆绳拖着两个轮子的 Tetris,这样它便可以落到陨石坑里进行研究,完成后再由Moonraker拖上来。


Hakuto团队目前已经使用高强度但质量很轻的碳纤维材料以及一级方程式赛车的工艺制造了一辆月球车。研究团队已经在2014年9月份和12月份分别将他们研制的硬件产品进行了热真空以及震动测试,并在日本的滨松海岸边进行了行驶测试。研制团队还演示了月球车从登陆平台上缓缓驶下并在遥控指挥下行进了500米。


Astrobotic 团队同样打算对月球上的陨石坑开展考察,并选定了位于月面“死湖”(Lacus Mortis)地区的几个陨石坑作为预选对象。他们研发的月球车名为“Andy”。这是一款稳定性很好的四轮月球车,重心放的很低。在机动里程碑大奖评选测试中,Andy在美国宇航局俄亥俄州的的格林研究中心行驶经过一片粗糙崎岖的地形。XPrize大奖的评审专家们也查看了这辆月球车从格里芬着陆器上行驶下来的过程展示以及一些关键设备硬件的震动测试。


Part-Time Scientists 团队的月球车名叫“阿西莫夫”(Asimov ),他们的登陆器名字则叫做“伊萨克”(Isaac)。研发团队为赢得机动大奖而走遍整个欧洲——从特纳里夫岛(Tenerife)上的火山斜坡,到位于慕尼黑的德国空间中心。从岩石学和地质情况,以及这里崎岖粗糙的地形和严酷的光照环境来看,特纳里夫岛是地球上与月球表面情况最为相近的地点之一。在这样崎岖不平的环境中,Part-Time Scientists团队证明了他们的漫游车在这样的地形条件下仍然可以平稳地实现与着陆器的分离操作。研制团队还对一些关键部件开展了震动和热真空测试,以此验证其在实际执行任务时面对严酷环境的生存能力。


成像里程碑大奖


为了赢得成像里程碑大奖,参赛团队被要求在地面上演示他们未来打算在谷歌XPrize大赛中实际运用的摄像技术,拍摄高清的图像和录像。在月球上,这将包括着陆区的360度全景图像以及时长至少为8分钟,展示飞船着陆过程,月面机动或其他任务阶段的录像。参赛团队还必须参加一些额外的测试,以向评审专家证明他们的相机设备是可以经受住月面上的严酷环境考验的。


Part-Time Scientists团队完全自行研制了一套成像设备,使用3D打印技术制造了一台原型机。在Asimov漫游车的底盘一头安装有一根可转动的桅杆,在桅杆的顶部安装一台全景相机。研制团队此前已经咋德国人工智能研究中心的室内测试中证明了这套系统的可靠性,并在特纳里夫岛的野外测试中进行了模拟月面拍摄。相机镜头的热真空测试和震动测试也已经在维也纳和柏林分别开展。


Astrobotic团队在美国宾夕法尼亚州匹兹堡附近完成了他们团队月球相机的野外测试,这里的野外地形也与月面非常相似。他们的相机表现很好,成功的适应了多种不同地形条件下的应用。


Moon Express团队则直接买了一台商业相机,并将其整合进一套特制的机械臂系统内,这样就可以自由调节相机的角度和位置,甚至从上往下给自己拍一张自拍照。该团队已经开展了热真空测试并评估了已有的辐射数据,以确认这台相机能够在月面的极端环境条件下顺利运行。


此次里程碑奖项是自愿报名的,因此并非每一个大奖的参赛队伍都参与了角逐。目前全部18支谷歌月球XPrize大奖赛的参赛队伍仍然都具备角逐最后大奖奖金的资格。然而此次里程碑奖项也的确代表了一次公正的独立评估,表明这些获胜队伍已经在通往月球的道路上迈出了关键性的步伐。


此次颁发的9项里程碑大奖名单和具体金额分配情况:


Astrobotic(美国):成像25万美元; 机动50万美元;着陆100万美元


Hakuto (日本):机动50万美元


Moon Express (美国):成像25万美元;着陆100万美元


Part-Time Scientists (德国):成像25万美元;机动50万美元


Team Indus (印度):着陆100万美元



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