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來源：互聯網

月球車是一種靠電池提供能源的短途月面交通工具，又稱月面車，它是一種能夠在月球表面行駛并完成月球探測、考察、收集和分析樣品等復雜任務的專用車輛，在實驗室里的學名是“月面巡視探測器”，分為無人駕駛月球車和有人駕駛月球車。各種類型的月球車都具備前進、后退、轉彎、爬坡、取物、采樣和翻轉（在跌倒后能自行翻轉）等基本功能，甚至具有一定的初級人工智能特征，如識別、爬越或繞過障礙物等。

世界上第一臺無人駕駛的月球車于1970年11月17日由前蘇聯發射的月球17號探測器送上月球，名為“月球車1號”。此車約重1.8噸，在月面上行駛了10.5公里，考察了8萬平方米的月面。1971年7月31日，美國阿波羅15”號宇航員戴維斯-R-斯科特和詹姆斯-B-歐文進行了人類首次有人駕駛的月球車行駛，他們駕駛著4輪月球車，在崎嶇不平的月球表面上，越過隕石坑和礫石行駛了數公里。

2013年9月25日，國防科工局召開發布會，揭開了嫦娥三號月球車的神秘面紗，并面向全球征集名稱。2013年11月26日，中國首輛月球車—嫦娥三號巡視器全球征名活動結束，月球車命名“玉兔”。2013年12月15日4時35分，嫦娥三號探測器著陸器與巡視器分離，“玉兔號”巡視器順利駛抵月球表面。2018年8月15日，探月與航天工程中心啟動“嫦娥四號探測器月球車全球征名活動”，根據網絡投票結果，評委會最終確認“玉兔二號”這一名稱。2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的西奧多·馮·卡門撞擊坑內，實現人類探測器首次月背軟著陸。嫦娥四號著陸器與巡視器已于1月3日夜里順利分離，玉兔二號巡視器駛抵月球表面。2019年12月20日，“玉兔二號”月球車成為世界上月面工作時間最長的月球車。

發展歷程

前蘇聯

從1970年9月到1976年8月，前蘇聯的月球16號、20號、24號先后3次成功在月面軟著陸，利用探測器一根長臂上的鉆頭鉆進月壤中抽樣，然后把月壤放進返回艙中，將土壤樣本送回地球。1970年11月，前蘇聯發射的無人駕駛月球車1號成功降落在月球上，成為世界上第一臺月球車，這臺無人駕駛的月球車是由前蘇聯發射的月球17號探測器送上月球的。它可以在地面上通過駕駛員的遙控在月面上行駛，并可以利用放射性同位素熱源提供的熱量安全度過寒冷的月夜，在技術上其實更為先進。雖然它的設計壽命只有3個月，但月球車1號攜帶的攝像頭、X射線譜儀等設備在近1年的工作中積累了豐富的數據，行駛了10.54公里。它所攜帶的激光發射器，至今仍在被地面的天文臺利用來進行精確的地月激光測距。此后在1973年1月由月球21號承載的月球車2號任務中，質量增加到840公斤，行駛速度提高了2倍，在近4個月的任務中行駛了超過37公里，在月面上的行駛里程記錄一直未被打破。

美國

1971年7月31日，美國“阿波羅15”號宇航員戴維斯-R-斯科特和詹姆斯-B-歐文進行了人類首次月球車行駛。斯科特和歐文駕馭著四輪月球車，在月球表面那些崎嶇不平的地形中，他們穿越了數公里的隕石坑和礫石。他們不僅成為了在月球上行走的第七位和第八位人類，還首次在月球上駕車行駛。

1986年7月20日，經歷了10年低潮期后，美國宣布重返月球，蘇聯、歐洲、日本等都組織力量進行研究，紛紛提出了發展計劃。2008年6月，美國航空航天局在華盛頓哥倫比亞特區摩塞斯萊克(MosesLake)沙漠地區對最新月球車“戰車”(Chariot)進行測試。為了盡快重返月球，美國宇航局推出了首輛月球車樣品，名為“戰車”(Chariot)。

中國

1995年，國家高技術研究發展計劃航天領域專家委員會針對“我國開展月球探測的必要性和可行性研究”課題展開論證工作，闡明了中國探月的任務目標。2000年8月，中國科學院星評審通過“月球探測衛星科學目標及載荷”，正式確定探月工程一期的科學目標。

2001年12月，國防科工委委托“兩彈一星”元勛、航天專家孫家棟院士組織中國科學院、總裝備部、中國航天科工集團有限公司以及相關高校的專家，正式開始進行“月球探測一期工程綜合立項論證”。2004年1月，經國務院批準，我國月球探測一期工程--繞月探測工程正式立項，進入工程研制階段，計劃在2007年實施我國第一次月球探測衛星的發射任務。

2005年3月15日，“嫦娥工程”月球應用科學首席科學家歐陽自遠對媒體披露，航天部門已經出臺了“嫦娥工程”用月球車的技術參數和需要完成的科研任務，全國公開競爭，擇優選用。此前，至少有7家高校和科研單位公開報道在從事月球車的研制，它們是哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、清華大學、中國科學技術大學、中國航天科技集團第五研究院第502研究所、上海交通大學和國防科技大學。而航天部門掌握的數據還要遠遠超出這個規模，他們擁有不低于40輛國產月球車模型的資料。

2007年10月24日，嫦娥一號發射，實現繞月探測目標。探月工程二期的核心任務是月面軟著陸和無人巡視勘察。2010年10月1日，嫦娥二號衛星作為先導智能星發射入軌，開展多項技術驗證和拓展試驗。2013年11月26日，中國首輛月球車—嫦娥三號巡視器全球征名活動結束，月球車命名“玉兔”。2013年12月2日凌晨1時30分，嫦娥三號探測器搭載長征三號乙遙二十三運載火箭由西昌衛星發射中心發射升空，經歷13天的旅程后，于12月14日在月球表面虹灣區軟著陸并開展月面巡視勘察，取得多項工程和科學成果。

2013年12月14日，嫦娥三號探測器成功落月，中國成為世界上第三個有能力獨立自主實施月球軟著陸的國家。12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，“玉兔號”巡視器順利駛抵月球表面。

2018年8月15日，探月與航天工程中心啟動“嫦娥四號探測器月球車全球征名活動”，根據網絡投票結果，評委會最終確認“玉兔二號”這一名稱。嫦娥四號落月當天，國家航天局公布征名活動結果：巡視器被命名為“玉兔二號”。“玉兔”是一輛六輪全驅的月球車，由9個分系統組成，具有小型化、低耗能、高集成等特點。“玉兔”是個高智能機器人，其綜合電子分系統相當于人的“大腦”，GNC系統相當于是“五官”，熱控起到調節“體溫”的作用，機械臂是“胳膊”，輪子是“腳”，結構與機構是“骨骼”。

嫦娥四號探測器著巡組合體于2018年12月8日2時23分，由長征三號乙遙三十火箭在西昌衛星發射中心成功發射。在經歷約110小時的地月轉移飛行和一次軌道修正后，于12月12日16時45分完成近月制動，進入環月低軌道。

2019年1月3日10時26分，在位于 Von Kármán撞擊坑的預選區域（177.6°E、45.5°S），嫦娥四號成功實施軟著陸。當日22時22分完成兩器分離，巡視器開始月面科學探測活動。自2019年1月3日玉兔二號踏上月面，至2022年12月28日已在月面工作1461個世界地球日，經歷50個月晝月夜。玉兔二號在月背累計行駛1455.2米。兩器對外發布各級科學數據超過940.1GB。

2019年5月16日凌晨，《自然》期刊在線發表中國科學院國家天文臺李春來團隊科研成果：他們利用玉兔二號的可見光和近紅外光譜儀探測數據，證明嫦娥四號探測器落區月壤中存在月球深部物質——以橄欖石和低鈣輝石為主。這是嫦娥四號著陸月背后首次發表重要科學成果。

2020年8月26日，國家航天局探月與航天工程中心發布消息：通過巡視器的原位探測，科研人員直接測得月球深部物質組成，揭示出月球背面，特別是南極艾特肯盆地復雜的撞擊歷史。為構建更完善、成熟的月壤的形成與演化模型提供關鍵支持，也為后續的月球南極洲著陸和巡視探測選址等工作提供數據參考。

2021年1月，中國科學院紫金山天文臺吳昀[yún]昭團隊發表研究成果：玉兔二號搭載的可見光近紅外光譜儀（VNIS）除了分析礦物成分，還可用于研究月面熱輻射特性。其中，中紅外譜段對水、OH、有機質、礦物存在判斷性光譜特征，是探測地外生命要素的關鍵譜段。2021年12月3日，中國科學院國家空間科學中心發布消息：通過研究玉兔二號對新鮮撞擊坑物質的光譜分析結果，研究人員發現富含揮發分的碳質小行星可能仍在為月球提供水源，該類型小行星還可能是目前地月系常見的撞擊體類型。

2022年9月22日，中國科學院國家空間科學中心發布消息：通過分析玉兔二號搭載的中性原子探測儀數據，研究人員定性給出微磁層形成與離子慣性長度的關系：離子慣性長度越小，越有利于微磁層形成，遮擋效率也越高。

2025年2月，經公開征集評選，中國載人月球探測任務載人月球車名稱已經確定命名為“探索”。“探索”寓意對未知世界的探索實踐，鮮明體現月球車將助力中國人探索月球奧秘的核心使命與應用價值，與“探索浩瀚宇宙、發展航天事業、建設航天強國”的航天夢高度契合，彰顯中國載人航天勇攀高峰、不懈求索的創新精神。截至2025年2月12日，探索已全面進入初樣研制階段，各項工作進展順利。

日本

日本宇宙航空研究開發機構和豐田汽車2019年7月16日公布了有關合作研發載人增壓月球車的3年計劃，目標是2029年發射這種載人增壓月球車。豐田公司從當年7月1日起，專門成立了一個“月面探查車開發”科室。

印度

2008年10月22日升空的“月船一號”，標志著印度也身了“探月俱樂部”。該探測器除了對月球地質結構和礦物資源進行調查，還攜帶了一個月球撞擊探測裝置。探測器進入月球軌道后，該裝置以每秒75米的速度彈出，撞向月球，并不斷拍攝月面，為印度后續選擇月球車著陸位置積累資料。不過“月船一號”并未按計劃完成為期兩年的任務，而在2009年失聯。“月船2號”任務最初規劃由印俄兩國共同研制與實施，印度負責研制月球軌道器、月球車，俄羅斯負責開發月球著陸器和發射系統。原計劃發射時間為2013年，因俄羅斯無法如期研發出著陸器，導致任務推遲到2016年。最終因俄羅斯Fobos-Grunt火星探測任務發射失敗，連鎖效應導致印俄合作中止。2015年，印度決定通過自主研發開展“月船2號”探月任務，后續技術開發不斷受阻，致使發射時間一再推遲。最近一次任務推遲發生在2019年7月15日，當天的發射倒計時進行到距點火起飛還有56分鐘時，因發現火箭技術問題而再次推遲，直至7月22日成功實施發射。印度“月船2號”于2019年7月22日發射升空，它重達3850千克，包括軌道器、著陸器和月球車3個模塊，攜帶了10多個各類研究裝置。

2019年9月6日，印度“維克拉姆”著陸器試圖在月球南極洲附近軟著陸時，在距月球表面僅2.1公里的時候失聯，引發了人們對它可能在月球上墜毀的擔憂。“維克拉姆”著陸器是印度第一個月球著陸器，其上還攜帶有印度的第一輛月球漫游車“普拉吉安”。

2023年8月23日，印度月船3號探測器成功軟著陸在月球南緯69.37度、東經32.35度的南極附近區域，使印度成為“月球著陸俱樂部”第四個成員。8月24日，印度月球探測器“月船3號”在月球南極著陸后，其部署的Pragyan月球車開啟月球漫步。月球車順利駛上月面，并且成功駛過了前方的一個小隕石坑，沒有卡殼。

主要分類

無人駕駛月球車

無人駕駛月球車由輪式底盤和儀器艙組成，用太陽能電池和蓄電池聯合供電，這類月球車的行駛是靠地面遙控指令。1970年11月17日，蘇聯成功發射了“月球17號”探測器，將世界上第一輛無人駕駛的月球車——“月球車1號”送上了月球。這輛月球車的重量達到了1.8噸，在月面上行駛了10.5千米，并考察了8萬平方米的月面。隨后，蘇聯送上月球的“月球車2號”行駛了37千米，并向地球發回了88幅月面全景圖。

有人駕駛月球車

有人駕駛月球車是一種由航天員在月面上駕駛和行走的車輛，旨在擴大航天員的活動范圍，減少體力消耗，并方便采集存儲巖石和土壤標本。這種月球車的每個輪子都由一臺發動機驅動，依靠蓄電池提供動力。航天員通過操縱手柄來控制月球車的行駛，可以實現向前、向后、轉彎和爬坡等操作。1971年9月30日，美國“阿波羅15號”宇宙飛船成功登陸月球，兩名航天員駕駛月球車行駛了27.9千米。隨后，阿波羅16號和17號攜帶的月球車分別在月面上行駛了27千米和35千米。這些月球車還利用安裝的彩色攝像機和傳輸設備，實時向地球傳輸了航天員在月面上的活動場景以及離開月球返回環月軌道時登月艙上升級發動機噴氣的景象。

基本功能

月球車不管采用輪式還是腿式，都基本具有前進、后退、轉彎、爬坡、取物、采樣和翻轉（跌倒后能翻身）等基本功能，甚至具有初級人工智能（例如，識別、爬越或繞過障礙物等）。這些都與現代機器人所具有的功能相似，從某種意義上說，月球車屬于機器人技術。

它是一種在太空特殊環境下執行探測任務的機器人——太空機器人，既有機器人的屬性，更具有航天器的特點，不同于地面使用的工業機器人、醫學機器人和家用機器人。月球車是一個可移動的平臺，因為需要攜帶探測儀器或挖掘采樣器等，它要有有效載荷功能。這些月球車通常作為月球軌道器的有效載荷，軌道器又作為運載火箭的有效載荷安裝在火箭頂端直徑狹小的整流罩里，所以月球車應制成可折疊式，以盡可能縮小發射體積，以及保證設備和裝置必須小型化、輕型化。月球車在月球上難以獲取電能，通常只用太陽能電池發電，其面積和質量與功耗大小成正比；若換用一次性電池，質量與使用時間成正比，為了減輕質量，也必須降低功耗。因此，月球車的設計必須充分采用微電子器件、微型機械和輕型材料，技術上也要求在開發應用微機電系統（mems）上有所突破。

太空中環境特殊，包括力學環境和空間環境大有不同，月球車想要正常運行就必須適應這些環境。力學環境指月球車在發射上升過程中運載火箭產生的沖擊、振動、過載和噪聲；以及在月面降落過程中制動火箭產生的沖擊、過載和可能用氣囊緩沖著陸產生的多次彈跳、翻滾。月球車必須經得起這些“摔、打、滾、爬”等折騰。

月球車還需要拍攝月面高分辨率圖像；勘查月球的物質成分和資源；研究月球的地形、地質和形態特征以及表面的輻射和環境；分析月面土壤的化學成分和物理力學性質；考察和收集月面的巖石樣品等。

制造難點

重力

由于月球的重力是地球的1/6，因此質量為50千克的物體在地球上所受重力約為500牛，而在月球上所受重力約為80牛。這種差異會導致月球表面的土壤相對較松軟，從而對月球車的行進效率產生負面影響。在月球表面行駛時，月球車的速度可能會降低，同時對地面的壓力也可能會減小，從而導致車輪更容易陷入土壤中。因此，在設計和運行月球車時，需要考慮這些因素，以確保其能夠在月球表面高效地行駛和運作。

路況

月球表面凹凸不平，遍布大大小小的石塊、坡道那只隕石坑。在這種情況下，月球車的輪子需要能夠克服各種障礙，避免行駛過程中打滑和側翻，必須能夠正常前進、后退、轉彎和爬坡。

溫度

在一個自轉周期內，月球表面的溫度變化可以達到310℃。這種劇烈的溫度變化會導致橡膠迅速老化。因此，月球車的輪胎需要使用特殊材料來克服這種溫差。月球車上的機構及其他活動部件，例如月球車從發射時的折疊狀態展開成型，車輪及其驅動、轉向機構，天線的展開及指向機構、采掘機械臂等，在高真空條件下收藏、壓緊100多小時后，應保證不會“焊住”或卡死，能順利展開和活動。

人工智能

月球車是一個智能機器人，需要具備在各種環境中的獨立處理能力。由于距離太遠，無法通過遙控的方式處理反饋信息。為了獲取周圍環境、自身姿態和位置等信息，月球車需要配置若干個傳感器。在獲取這些信息后，月球車通過地面或車內裝置生成三維地形圖，進而規劃到達目標點的路徑，并通過導航控制月球車到達目的地。

電力供應

月球的自轉導致其表面的晝夜變化。月球上一天的時間長度大約是地球上的27天略多。因此，月球的晝夜間隔大約相當于地球上的14天。這意味著，登上月球后的月球車最多可以連續工作14天，然后由于無法利用光能發電，將進入休眠狀態。14天后，月球車將自動醒來。

技術要點

作為航天器的月球車，在技術上，月球車要能適應月球輻射強、低重力、路況復雜、溫差很大等不利條件，可前進、后退、轉彎、爬坡、取物、采樣和翻轉，并具有自主工作能力（具有初級人工智能，例如識別、爬越或繞過障礙物等）。月球車可拍攝月面高分辨率圖像；勘查月球的物質成分和資源；研究月球的地形、地質和形態特征以及表面的輻射和環境；分析月面土壤的化學成分和物理力學性質；考察和收集月面的巖石樣品等。

路況

在月球車硬件產品研制出來后，必須對實物產品進行性能試驗和環境模擬試驗，要在模擬月面盡可能真實的環境條件（高真空、高低溫、太陽光照、宇宙輻射、低重力和月球表面地形地貌等）下，進行程序操作和運動特性等試驗，不能單純相信計算機仿真的結果，必要時需創造條件進行飛行演示試驗。試驗條件越逼真越好。

抗輻射

首先應了解地月和月面空間輻射的類型、能量和強度。對月球車上使用的電子部件，特別是對輻射尤為敏感的高集成度微電子器件，應采取相應的抗輻射加固措施。

適應低重力

月球表面重力只有地球表面重力的1/6。某些在地面上能正常完成的機械運動，特別是依靠機構自身重力完成的動作，在低重力的月球表面是否仍能正常動作，也還是待解之謎。

極端溫度防護

月球表面白晝時溫度高達150℃，黑夜時低至－180℃，溫差超過300℃，尤其是月面上的晝、夜分別長達約350h。這種嚴酷條件是過去環地運行航天器所未曾遇到過的，如何保證月球車在長時間極端溫度條件下正常工作，是月球車也是月球探測工程需要解決的關鍵技術。

發展前景

月球機器人可以采用腿式、輪式和履帶式，但輪式機器人具有運動速度較快并且效率最高的優點。已經發射的5輛月球車都采用輪式，因為這種設計具有最快的運動速度和最高的效率。然而，輪式的越野性能不太強，適應能力也最差。另一方面，腿式的月球機器人具有最強的適應能力，但其效率最低。然而，采用了6輪搖臂-轉向架式懸掛系統底盤結構后，輪式月球車的越野能力得到了顯著增強，能與腿式月球機器人相媲美。

此外，一些國家正在研制輪-腿式月球車，這種設計結合了腿式的地形適應能力和輪式高速高效的優點。輪-腿式月球車的作業范圍大，同時具有優越的越障避障能力，對復雜月球表面環境適應性強。然而，這種結構的缺點是控制復雜。

未來的月球車將朝更長的工作時間、更遠的行駛距離、更復雜的適應環境等方向發展。它們將具有重量和尺寸最小化、有效利用和傳輸能源、更強的機動能力、更高的航天員安全性、更廣的應用范圍和更低的成本等特點。為此，模塊化設計和國際合作是必要的。

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