带有长伸缩臂的四轮机器人示意图
计划中的月球耐力号漫游车的插图。（图片来源：美国国家航空航天局）
这是类固醇机器人月球机械。它被标记为“耐力号”样本返回任务，将从月球关键位置收集碎片，供美国宇航局阿尔忒弥斯计划中的未来宇航员检索。此外，从这些遥远的地方缴获的高价值收藏品将由宇航员运回地球。
美国国家航空航天局已经开始为耐力号漫游车绘制蓝图，以穿越巨大的南极-艾特肯盆地，这是一个充满有希望的地质惊喜的月球仙境。耐力将是一项前所未有的任务。
著名的美国国家科学、工程和医学院在其报告《起源、世界和生命——2023-2032年行星科学和天体生物学的十年战略》中强调了建立耐力。
它被称为一项战略性的中型任务，在美国国家航空航天局的月球发现和探索计划（LDEP）中被赋予了最高优先级。
Endurance的两个变体提交给Decadal审议：Endurance-R（R代表“机器人”）将向单独着陆的机器人地球返回飞行器（ERV）运送样本。
Endurance-A（A代表“宇航员”）将把样本缓存运送到月球南极附近的阿尔忒弥斯宇航员手中。机组人员将对样本进行分析和分类，并将一个子集返回地球，在地面实验室进行分析。
在漫长的旅程中，将到达十几个关键地点，然后由月球车仪器进行研究，并收集精选的月球标本。
喷气推进实验室（JPL）正在进行技术研究，以评估SPA样本返回任务的机动性选择。
从机器人的角度来看，这样的任务有多具有挑战性，以及如何最好地从过去和现在正在进行的漫游者任务中汲取经验？
詹姆斯·基恩是喷气推进实验室的研究科学家，也是耐力任务概念研究的科学冠军。
基恩告诉Space.com：“耐力是一项挑战极限的任务。”
基恩说，目前，美国国家航空航天局的“毅力号”火星车是运行中最先进的火星车。他说：“耐力号将比耐力号行驶大约100倍，行驶得更快，收集的样本质量大约是耐力号的200倍。耐力号也将是第一辆夜间行驶的行星探测车。这是一项我们从未尝试过的任务。”
虽然这些是机器人技术的巨大飞跃，但这些能力实际上是由火星探测车和地球上的自主投资实现的。
基恩说：“例如，毅力已经在火星上实现了自动驾驶。”“这种自主性使Perseverance能够完成更多的科学研究，并到达更有趣的采样点。
基恩说，考虑到漫游车必须自主导航的最大速度，耐力将比毅力快大约十倍。他补充说，这台机器需要在更广泛的照明条件和极端温度下自主运行，并在整个月球昼夜周期内行驶。
带有长伸缩臂的四轮机器人示意图
在喷气推进实验室，工程师们正在ERNEST工作，ERNEST是导航极端和斜坡地形探测车试验台。ERNEST是Endurance的半尺寸漫游车，具有类似的移动系统和功能。（图片来源：美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/詹姆斯·基恩）
作为主要目标，Endurance待办事项清单是从巨大的南极艾特肯盆地的各个地点收集地质多样的样本。
基恩说：“这方面的核心挑战是SPA是巨大的。”它是月球上最大的撞击盆地，直径超过1200英里（2000公里）。关键的采样点通常相隔数百公里。
带有长伸缩臂的四轮机器人示意图
耐力号月球车将穿越巨大的南极-艾特肯（SPA）盆地，这是一个充满地质惊喜的月球景观。（图片来源：美国国家航空航天局）
基恩指出：“与我们在火星上探索过的陨石坑形成对比。”SPA比美国国家航空航天局好奇号火星车的所在地盖尔陨石坑大12倍，比毅力号漫游的杰泽罗陨石坑大44倍。
Keane继续说道：“要在合理的时间内行驶如此极端的距离——同时在月球背面，表面数据有限，与地球的直接通信之外——真的需要在采样点之间进行自动驾驶。”
带有长伸缩臂的四轮机器人示意图
（图片来源：美国国家航空航天局）
一旦Endurance到达采样点，研究人员希望以更传统的“地面在环”模式进行操作，以便地球上的科学家可以调查这些地点并收集样本。
地球上的作战小组也将参与战略规划和调整“耐力”的路线，每行驶一段距离的节奏要低得多。此外，地球控制器还将监测漫游车遥测数据，以跟踪机器人的性能和组件退化情况，并相应地调整计划。
尽管如此，基恩说，漫游车在态势评估、推理和决策方面将拥有更大程度的车载自主性。他说，与之前的任务相比，这涉及在具有挑战性的照明和高温条件下长时间的值班工作。
耐力运营商还将参与评估和处理穿越巨大的南极-艾特肯（SPA）盆地的漫长旅程中的故障。
基恩总结道：“所有这些的结果是行星表面生产力达到了前所未有的水平。”
与此同时，在确定奋进号将面临的技术和程序挑战的同时，美国国家航空航天局科学任务理事会正在启动南极艾特肯盆地样本返回和探测（SPARX）科学定义小组（SDT）。
SDT的任务是对优先科学目标和要求以及专门用于捕获和包装SPA返回样本的任务的不同实施方法进行分析。
NASA总部告诉Space.com，“SDT的分析将被NASA用于通过人类和/或机器人的实施路径，就优先科学目标和近期SPA样本返回和探索任务的实施做出决定”。
该SDT预计将于2025年第一季度启动，持续12-18个月。
一个四条腿的立方体形状的航天器坐落在月球尘土飞扬的表面，而一个银色的圆柱体形状的航天器则从其顶部发射升空，形成一个火锥
耐力艺术作品提交给美国国家科学院、工程院和医学院十年审议。（图片来源：美国国家航空航天局）
毫无疑问，在SPA周围进行广泛的旅行是一项艰巨的任务。但寻找“月球月亮”来执行任务也是如此。
印第安纳州圣母大学领先的月球探测专家Clive Neal说：“耐力号月球车概念需要一种以前从未为恶劣的月球环境设计过的月球车。”
尼尔告诉Space.com，耐力号被认为是通过月球发现和探索计划（LDEP）进行的定向任务。
尼尔建议，该计划目前还资助了美国国家航空航天局的商业月球有效载荷服务（CLPS）计划、即将发射的月球开拓者、已经运行的月球勘测轨道器（LRO），以及该航天局目前处于困境的阿尔忒弥斯月球车、挥发性物质极地探测漫游者或VIPER。
尼尔说：“在可预见的未来，成功完成任务所需的漫游车的复杂性，即SPA样本的收集，将需要LDEP的大部分（如果不是全部）预算。”他说：“虽然科学回报巨大，但成本也很高，这将使VIPER的花费相形见绌。”。
尼尔的底线是：“我看不出它的实施方式能够确保通过LDEP取得成功。它需要自己的任务预算，否则我们就可以告别CLPS计划了。”
尼尔观察到，具有讽刺意味的是，VIPER的成本超支会危及其他CLPS任务，这被认为是取消该特定漫游车任务的原因。
编丨潇歌
图丨网络
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