撰文 / 朱 琳
編輯 / 張 南
設(shè)計(jì) / 杜 凱
來源 / 作者:Hans Greimel、塩谷公邦
豐田最新的高科技概念車簡直就是登月計(jì)劃。字面意義上的登月。
這家日本最大的汽車制造商正在努力制造一款六輪增壓氫動力月球探測車,它希望能在十年內(nèi)穿越布滿巖石的月球表面。
這輛車被稱為“月球巡洋艦”(Luna Cruiser),就像是與豐田“陸地巡洋艦”(Land Cruiser)的呼應(yīng)一樣。它將是對豐田制造耐用、可靠汽車的能力的終極考驗(yàn)。在月球上的一次失誤,就沒有路邊救援,也沒有返回的機(jī)會。
更重要的是,這輛月球探測車象征著豐田汽車社長豐田章男(Akio Toyoda),在將豐田汽車公司改造為一家新的移動出行設(shè)備公司的過程中,征服新視野的努力。從燃料電池動力系統(tǒng)到自動駕駛系統(tǒng),這款探測車將充滿未來技術(shù)。
這一步棋在一定程度上是豐田“五大洲駕駛”(Five Continents Drive)的產(chǎn)物,這項(xiàng)持續(xù)多年的全球試駕于今年結(jié)束。既然五大洲已經(jīng)被征服,公司里的人就把這個灰色的、無生命的、繞著地球轉(zhuǎn)的星球稱為“第六大洲”——盡管它沒有道路,受到輻射的轟炸,而且完全不適宜人類生存。
“我們現(xiàn)在找到了一條新的‘路’,那就是月球。對于這條新路,我們將能夠制造出一種新的車。”豐田月球探索移動工程的項(xiàng)目主管佐藤隆雄(Takao Sato)說。他曾是一名室內(nèi)設(shè)計(jì)工程師,參與過普銳斯(Prius)混合動力車的研發(fā)。“這是我們的夢想?!?/p>
月球巡洋艦將豐田的技術(shù)和知識推向了極限。
它也將是豐田有史以來最昂貴的產(chǎn)品。佐藤說,現(xiàn)在估計(jì)價(jià)格還為時(shí)過早,但他開玩笑說,這是事實(shí):它將比任何賓利都貴。
特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)利用其火箭公司SpaceX將一輛敞篷跑車發(fā)射到繞太陽運(yùn)行的軌道上,而自通用汽車研制出第一輛月球車以來,豐田可能是第一家在另一個天體表面擁有輪式載人車輛的汽車制造商。
從阿波羅到阿耳特彌斯
豐田計(jì)劃將它的月球車用于一項(xiàng)由美國國家航空航天局(NASA)領(lǐng)導(dǎo)、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency)和其他組織參與的國際月球任務(wù)。去年,豐田公司提出了制造月球車的想法。
這艘月球巡洋艦是一款載人月球車,長6米、寬5.2米、高3.8米,容量約13立方米,重量約3.5噸。由6個氫燃料電池驅(qū)動的40千瓦輪式電動機(jī)提供動力,滿燃料時(shí)續(xù)航里程為1000千米,速度為20千米/時(shí)。通??奢d人2名,緊急情況下最多可載人4名。
月球巡洋艦只有兩輛小型客車那么大,由氫燃料電池系統(tǒng)提供動力??缮炜s的太陽能電池板將有助于發(fā)電以供車載使用。
與20世紀(jì)70年代阿波羅登月計(jì)劃中使用的敞篷車不同,豐田的探測車將有一個封閉的艙室。這個加壓的艙室包括臥室和衛(wèi)生間,在那里乘客可以脫下宇航服。它是為兩名宇航員設(shè)計(jì)的,但在緊急情況下可以容納四名宇航員。
規(guī)格來自NASA和JAXA,他們要求一輛能夠在裝滿氧氣和氫氣的氣罐下行駛1000公里的探測車,要在42天內(nèi)完成10000公里的任務(wù)。
探測車的后部將被燃料電池系統(tǒng)和氫氧儲罐占據(jù)。在地球上,豐田的Mirai燃料電池轎車可以直接從大氣中獲取氧氣,但在月球上,沒有可用的氧氣,宇航員將不得不自己攜帶。
由于月球上的夜晚相當(dāng)于地球上兩周的時(shí)間,電能將由一個巨大的太陽能面板產(chǎn)生,并被儲存在電池中,供車上的電子設(shè)備在漫長的黑暗中運(yùn)行。
車上有三根天線,包括位于車頂?shù)囊粋€大的碟形天線,使探測車與任務(wù)控制中心相連,使其能夠遠(yuǎn)程駕駛并向地球發(fā)送高清地圖數(shù)據(jù)和圖像。
該計(jì)劃是在2029年向月球發(fā)射兩輛探測車,這是NASA阿爾特彌斯項(xiàng)目的一部分。
巨大的挑戰(zhàn)
阿爾特彌斯是一個國際項(xiàng)目,目標(biāo)是在2024年之前讓人類重返月球。
NASA將帶頭研發(fā)火箭和月球登陸器技術(shù),而NASA和歐洲航天局預(yù)計(jì)將專注于繞月運(yùn)行的網(wǎng)關(guān)空間站(Gateway space station)。
佐藤說,日本正在為探測車投標(biāo),豐田希望國際財(cái)團(tuán)在年底前就是否使用其提議做出決定。競爭的一部分可能來自NASA提出的各種探測車概念,但美國宇航局已經(jīng)表示有興趣與日本合作。
這款探測車的任務(wù)是漫游月球的兩極地區(qū),尋找大量的液體或固體形式的水。該計(jì)劃要求將探測車留在月球上5年。每年,探測車都會在不同的地點(diǎn)搜尋大約6周時(shí)間。
它的燃料——?dú)浜脱酢獙⒀b入燃料箱,直到探測車在表面找到足夠的H2O(水)。然后它可以通過電解制造自己的燃料。從20世紀(jì)60年代的雙子座計(jì)劃到阿波羅號和航天飛機(jī),燃料電池一直是太空任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)。在人工操作的飛船中,釋放的熱量和水可以用來幫助維持船員的生命。
月球旅行給豐田的工程團(tuán)隊(duì)帶來了完全陌生的挑戰(zhàn)。
這些車輛必須忍受可能會炸壞傳感器的輻射,足以烤化塑料或橡膠部件的極端高溫,以及可能會刺穿密封艙的快速飛行的太空碎片。
“我們必須防范這一切,”佐藤說,“這就像為車輛做防彈背心?!?/p>
月球是一個很難開車的地方。它的表面布滿灰塵,巖石密布,所需的能量是橫穿地球所需的10倍,隕石坑的坡度高達(dá)20度。
月球巡洋艦也必須是自動駕駛的,為宇航員提供休息和工作的時(shí)間。在缺乏道路和高清地圖的月球表面,這也帶來了自身的挑戰(zhàn)。
最重要的是,它絕不能壞掉。
佐藤身著宇航服,旅行者可以在增壓艙室中脫掉宇航服
在宣布選擇“月球巡洋艦”作為它的名字時(shí),豐田說,它想要這款車與“陸地巡洋艦”相呼應(yīng),后者是豐田品牌中最堅(jiān)固、可靠的名牌之一。
豐田表示:“陸地巡洋艦的設(shè)計(jì)理念、質(zhì)量、耐用性和可靠性都是為了‘讓你活著回家’,公司希望將這種品質(zhì)傳遞給載人月球車,而載人月球車必須在更惡劣的環(huán)境和一系列情形中運(yùn)行。”
這種設(shè)計(jì)要求每個輪子都有自己的40千瓦馬達(dá),比Mirai的110千瓦馬達(dá)要小。但在月球上,重力要弱得多,移動預(yù)計(jì)重約3.5噸的航天器所需的能量要少得多。
探測車的燃料電池組將與Mirai的系統(tǒng)輸出相同的能量,盡管氫燃料箱要大10倍。
佐藤說,40千瓦的功率應(yīng)該足夠?yàn)檐囕v提供動力,因此設(shè)計(jì)了一個故障安全系統(tǒng),即使部分部件出現(xiàn)故障,也能提供足夠的功率給發(fā)動機(jī)。
豐田公司約有114人在研究月球車和座艙的模型。但隨著探測車接近投產(chǎn),該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)將擴(kuò)大到300人以上。
豐田公司仍在考慮在哪里生產(chǎn)探測車。它們可以在日本組裝,也可以直接將日本制造的部件運(yùn)到離美國發(fā)射場更近的地方進(jìn)行最終組裝。
真正的新移動出行
建造月球車的想法是在2017年一次全公司范圍的活動中產(chǎn)生的,該活動旨在集思廣益,提出讓所有人行動起來的新想法。在提交的107個創(chuàng)意中,只有兩個被選中:月球車和2018年發(fā)布的e-Palette自動電動廂車(boxcar)。
豐田2018年發(fā)布的e-Palette自動電動廂車
為了制造月球巡洋艦,豐田將與眾多供應(yīng)商合作,其中一些是老供應(yīng)商,但很多是新供應(yīng)商。輪胎巨頭普利司通公司(Bridgestone Corp.)已經(jīng)開始為其車輪工作,它將橡膠換成了圓柱形不銹鋼,設(shè)計(jì)靈感來自駱駝的腳。
許多供應(yīng)商對豐田來說都是新伙伴,因?yàn)樗鼈兌际呛娇疹I(lǐng)域的供應(yīng)商。佐藤拒絕透露這些公司的名稱,但表示豐田正在與日本、美國和其他地區(qū)的約70家公司進(jìn)行談判。
有一件東西可能不會登上月球,那就是豐田的品牌名。
在媒體對月球車的報(bào)道中,“TOYOTA”一詞在車身側(cè)面和正面都用大寫字母標(biāo)注。但佐藤表示,現(xiàn)實(shí)中的版本不會那么厚顏無恥。佐藤說:“這將是一個巨大的全球合作團(tuán)隊(duì)。這不是只有豐田在做的事情。”
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