美國(guó)也沒(méi)研制出來(lái)！嫦娥7號(hào)的飛躍器到底有多牛？?jī)?yōu)勢(shì)太大

2026年，我國(guó)將要實(shí)施嫦娥7號(hào)任務(wù)！中國(guó)人距離登月，已經(jīng)越來(lái)越近了。

嫦娥7號(hào)是一次不同尋常的任務(wù)，它可以說(shuō)是我國(guó)建設(shè)國(guó)際月球科研站的基礎(chǔ)工作，承擔(dān)著大量的任務(wù)。它不僅要對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)，還要幫助未來(lái)登月的航天員尋找月球上的水。

為了完成這些任務(wù)，嫦娥7號(hào)配備的科學(xué)載荷也很多，除了軌道器、著陸器和巡視器之外，還有接替鵲橋號(hào)的中繼星，以及一個(gè)飛躍探測(cè)器。

這些載荷中，尤以飛躍器比較特殊，因?yàn)榇蠹宜坪鯊膩?lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)這種載荷。那么，飛躍器到底是什么？它到底有多牛呢？

目前來(lái)說(shuō)，人類(lèi)制造的外星探測(cè)器基本上可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)叫著陸器，一類(lèi)叫巡視器。巡視器可以離開(kāi)著陸點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)，但需要著陸器的幫助才能平穩(wěn)著陸。

一般來(lái)說(shuō)，著陸器在把巡視器送到外星表面之后就算完成任務(wù)了，浪費(fèi)了大量的火箭運(yùn)載空間。但也有一些航天任務(wù)中只有巡視器，它本身就能進(jìn)行探測(cè)，但由于不能移動(dòng)而受到比較大的限制。

那么，有沒(méi)有辦法將巡視器和著陸器合二為一呢？有，比如我國(guó)正在開(kāi)發(fā)的月球探測(cè)飛躍器。

月球探測(cè)飛躍器的好處在于可以在月面反復(fù)著陸和行走，這樣就可以大幅節(jié)省成本，并且能夠提升探測(cè)的效率。以玉兔二號(hào)為例，從2019年1月著陸到2021年9月，行駛里程才勉強(qiáng)突破1公里。除了在月夜需要休息之外，它需要經(jīng)常避開(kāi)巖石、坑洞、坡道等各種障礙，行駛的過(guò)程中也如履薄冰。如果能夠通過(guò)飛躍的方式探測(cè)，就基本不用擔(dān)心這些問(wèn)題。

還有月球上的一些坑、洞，是無(wú)法利用月球車(chē)進(jìn)行探測(cè)的，飛躍器將具備獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，對(duì)這些特殊地形進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，甚至可以直接飛進(jìn)月球永久陰影區(qū)，尋找未來(lái)航天員生活所必需的水等物質(zhì)。

飛躍器好是好，但目前沒(méi)有任何一個(gè)國(guó)家能夠?qū)崿F(xiàn)。

2007年的時(shí)候，美國(guó)南加州大學(xué)的信息科學(xué)研究所和航天與空間技術(shù)部門(mén)就展開(kāi)了相關(guān)研究。2009年，谷歌公司舉辦了一次名為X-Prize的競(jìng)賽，麻省理工學(xué)院的一支團(tuán)隊(duì)就將課題定在了飛躍器的研究，通過(guò)跳躍飛行的方式，飛躍器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地形的探測(cè)。

不過(guò)，直到今天，我們也沒(méi)看到美國(guó)真的準(zhǔn)備利用飛躍器對(duì)月球等天體進(jìn)行探索，可見(jiàn)研發(fā)的進(jìn)度并不快。因此，一旦我國(guó)研制成功，那就是世界第一。好消息是，我國(guó)確實(shí)已經(jīng)取得了突破，并且即將在嫦娥七號(hào)任務(wù)中投入使用。

我們知道，不論是地球上的飛機(jī)、直升機(jī)、熱氣球，還是美國(guó)宇航局送到火星上的機(jī)智號(hào)無(wú)人機(jī)，飛行的根本原理都是一樣的，那就是利用空氣的浮力。月球是沒(méi)有大氣層的，我國(guó)的飛躍器要怎么飛呢？

當(dāng)然了，月球上也不是不可能實(shí)現(xiàn)飛行，否則阿波羅計(jì)劃的美國(guó)宇航員和我國(guó)嫦娥五號(hào)采集的樣本怎么回來(lái)呢？但那是靠化學(xué)燃料的燃燒產(chǎn)生了推力，才實(shí)現(xiàn)月表上升的。如果我們用化學(xué)燃料，那么一旦燃料耗盡，就無(wú)法再次使用了，壽命很短。

實(shí)際上，這個(gè)探測(cè)器的名字本身就大有名堂。它不是你印象中的“飛行器”，而是叫飛躍器，由此可見(jiàn)，二者之間還是有區(qū)別的。

目前關(guān)于飛躍器的消息，我國(guó)專(zhuān)家沒(méi)有透露太多。不過(guò)長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直大力研發(fā)的就是腿式月球探測(cè)飛躍器，其外形如下——

我國(guó)主要研發(fā)的是四足飛躍器和六足飛躍器兩種構(gòu)型，其中又以六足飛躍器最受關(guān)注。從它的外形來(lái)看，確實(shí)有點(diǎn)像《獨(dú)行月球》里的探月狗。

而且，這幾條著陸腿不僅能夠用作著陸的緩沖，還可以像真正的腿一樣用于行走。每一條腿有3個(gè)自由度，也就是相當(dāng)于有3個(gè)關(guān)節(jié)，因此非常靈活。3個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以幫助它自主伸長(zhǎng)、縮短，甚至可以折疊。

即便如此，想要利用飛躍器在月球表面進(jìn)行探測(cè)也不是一件容易的事。沒(méi)有大氣層不僅難以讓探測(cè)器飛起來(lái)，還會(huì)導(dǎo)致著陸的時(shí)候緩沖更小，難度更大。為了保證其著陸的穩(wěn)定性，我國(guó)利用動(dòng)力學(xué)仿真和地面實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，對(duì)主動(dòng)控制算法和著陸緩沖效果進(jìn)行驗(yàn)證。

在探測(cè)永久陰影區(qū)之前，我們會(huì)首先利用軌道器微波成像雷達(dá)對(duì)永久陰影區(qū)進(jìn)行高分辨率成像，成像分辨率可達(dá)0.3米，借此來(lái)規(guī)劃飛躍器飛行與著陸路徑。當(dāng)飛躍器在這里完成一次原位探測(cè)后，就可以飛回陽(yáng)照區(qū)進(jìn)行充電，等到充滿(mǎn)電后，又可以繼續(xù)探測(cè)了。

而且，飛躍器不完全依賴(lài)太陽(yáng)能供電，在坑洞中脫離時(shí)，是不能依靠跳躍的。這么看來(lái)，飛躍器內(nèi)應(yīng)該還是有一些燃料，并且只在關(guān)鍵時(shí)刻使用的。

除此之外，飛躍器未來(lái)還有望利用核能。一旦獲得新的能源，飛躍器的工作時(shí)間和效率都將大大提高。

核能不僅會(huì)用在飛躍器上，還會(huì)應(yīng)用在我們建設(shè)的國(guó)際月球科研站的各個(gè)方面。如果你看過(guò)電影《獨(dú)行月球》就應(yīng)該知道，單純依賴(lài)太陽(yáng)能有多耽誤事。核能不受地理位置和光照的影響，可以持續(xù)不斷地為儀器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)供能，也可以持續(xù)為航天員合成氧氣、提取水，支持他們的生活。

這種飛躍器不僅可以用在月球上，還可以用在火星或者其他巖石星球上。在美國(guó)把大量精力投入到無(wú)人機(jī)探測(cè)的同時(shí)，我國(guó)另辟蹊徑，利用飛躍器完成同樣的效果。而且，美國(guó)的無(wú)人機(jī)再厲害也無(wú)法在月球上飛行，這就在我們的飛躍器面前矮一截了。相反，不論是火星還是土衛(wèi)六這樣的星球，我們的飛躍器都可以完美適應(yīng)。

說(shuō)到這里，不得不佩服我國(guó)航天人的聰明才智。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)系的探索，就要看我國(guó)的步伐了。