豐田汽車公司向公衆開放了正在研發中的、並有望在日美歐等聯合國際月球探測活動中大顯身手的日本載人月球探測車「月球巡洋艦(Lunar Cruiser)」的内部。豐田在汽車最新技術展會上展示了用於驗證目的的實體模式。參觀者可以透過體驗類比駕駛,先行領略近未來「日本月球探測車」的世界。該車如果研發成功,將有望在下一代載人月球探測中發揮主導作用,爲一睹其全貌,參觀者排起了長隊。
月球巡洋艦駕駛席VR畫面。正下方爲駕駛席(攝於東京都江東區東京國際展示場)
汽車+載人太空飛航技術發揮專長
月球巡洋艦可以在月球表面行駛和探索,並容納2名宇航員在其中生活約30天。其目標是用於美國主導的國際月球探測專案「阿爾忒彌斯」計劃。與美國「阿波羅15~17號」(1971~1972年)使用的駕駛席裸露在外的非加模型模車輛不同,該探測車爲加壓車,可讓宇航員可以在車中脫掉艙外用太空衣,穿着襯衫在車内生活。經過與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的聯合研究,豐田公司計劃於明年開始全面開發,並致力於在2029年發射升空。擁有開發國際太空站(ISS)的日本「希望號」實驗艙經驗的三菱重工業等也將參與開發。
美國航空太空局(NASA)非常期待日本提供載人加壓探測車。可以說這正是擁有強大的汽車工業和透過「希望號」等還積累了載人太空飛航技術的日本發揮特長的時候。在不遠的將來,搭載着各國宇航員的「日本車」能否在月球上疾馳將成爲關注焦點。
豐田在10月26日至11月5日在東京舉辦的日本行程出行展(Japan Mobility Show,原東京車展)上展出了用於驗證的全尺寸車内模式,參觀者可以進入内部進行類比駕駛。
展示的月球巡洋艦模式。後部爲車内模式,參觀者可以進入内部,預約體驗(攝於東京都江東區東京國際展示場)
宇航員透過車輛尾部的一扇門進出,車内以白色爲主調。經過調節氣壓和穿脫艙外用太空衣的房間後,映入眼簾的是約四張半榻榻米大小的起居空間,駕駛席在其前方。筆者也進行了預約,在告知採訪後,進行了約15分鐘的體驗。
在VR大屏幕的指引下前行
推薦路綫以綠色顯示(攝於東京都江東區東京國際展示場)
車輛駕駛艙正面是一個大屏幕,以虛擬實境(VR)方式投影出月球表面的行進方向。推薦的安全行駛路綫宛如道路一般以綠色顯示,方向盤指向的行駛方向以兩條灰色粗線顯示。行駛程序中,車體的攝影頭會拍攝週遭環境的影像。電腦將時刻處理這些資訊,並在屏幕上即時顯示與危險岩石、隕石坑等障礙物之間的距離。還會顯示速度和車身姿態等資訊。
令人驚訝的是,車身的示意圖和會場的模式上都有類似擋風玻璃的東西,但車輛卻以影像爲線索行駛。關於其終極因數,負責人解釋如下:「窗戶不是爲了行駛,而是爲了宇航員的心理健康設置的。該窗戶是完全看不到下方的。而且,在預計會進行探測活動的南極附近,太陽光幾乎是水平照射過來的,所以當行駛方向處於車輛的陰影中時,會變得一片漆黑,什麼也看不見。因此採用了透過攝影機拍攝下來並投射到屏幕上的最爲安全的方法」。
體驗的操縱桿(攝於東京都江東區東京國際展示場)
坐到駕駛席上,收到地面管制員的訊號,筆者便出發了。儘管左右都有操縱桿,但在這次的體驗中主要使用了右邊的。握着操縱桿的手的另一側有加速按鈕,按下時會加速,鬆開就剎車。左右轉向是透過用拇指操作手柄來完成的。還有一個「R」按鈕,可在逆行時使用。左操縱桿似乎用於逆行時切換屏幕視角等。
開局還算順利。基本上只要將方向盤的灰色線條納入綠色的推薦路綫中就可以了。如果路面平坦,據說可以以每小時10公里的速度前進。一定程度的轉彎也沒有問題。可是,沒過多久,車輛來到了左側岩石地帶略微伸出綠色區域的地方,結果車輛被卡住了,無法動彈。雖然在負責人的幫助下一度倒退並再次進行了嘗試,但這次卻因爲右轉舵過猛而偏差了綠色路綫。在此程序中,一個操作不注意,車輛竟然翻車了。「那個,還是重新來過吧。看樣子好像無法回到正軌……」。不知是否因爲心理終極因數,總覺得負責人的聲音有些尷尬。
由於無法按照自己的意願駕駛車輛,最終陷入了一種「進退維谷」的心理狀態。越是這種時候,越需要宇航員具備冷靜處理的膽識與能力吧。不對,真正的宇航員應該不會讓這樣的情況發生吧。就在我這麼想着的時候,體驗時間結束了。對於有着23年駕齡的「本本族」(有駕照,基本不開車)的筆者來說,月球漫遊車的難度似乎有點高。這使得我還想在公路上再嘗試一次。
當然,本次體驗的内容僅是研究開發階段的東西,在今後的開發中會不斷髮生變化。
月球巡洋艦在月球上行駛的示意圖(供圖:豐田汽車)
將獲得的技術「切實反饋社會」
阿爾忒彌斯計劃是美國繼ISS之後主導的大規模國際宇宙探測計劃。自1972年阿波羅17號以來,計劃於2025年再次實施載人登月。該計劃推進了月球上空基地「門戶(Gateway)」的建設,進行實驗和觀測,還將未來的火星探測納入視野推進技術驗證。日本於2019年決定加入,透過2020年文部科學省和NASA的共同宣言及2022年5月的日美首腦會談等,日本人登陸月球的時運也在逐漸高漲。
月球巡洋艦的輪胎由普利司通公司負責。由於在月球表面的嚴酷環境下橡膠製品會損壞,因此爲全金屬製品(攝於東京都江東區東京國際展示場)
月球巡洋艦的主體長6米,寬5.2米,高3.8米,大約相當於兩輛微型客車的大小,被要求具有在重力爲地面的六分之一、並能在大氣溫度爲120~-170攝氏度、強輻射等惡劣環境下保存宇航員安全的性能。且具備自動駕駛功能等,在無人的情況下也能夠運行。由於月球表面無法使用GPS(衛星定位系統),因此需要在運行中自主推測位置並即時檢測障礙物、坡度等的技術。據稱,爲實施每天8小時、連續6天的越野行駛,目前正在使用測試車輛進行驗證。
普利司通月球探測車發展專案責任人山下健在今年7月份的新聞發佈會上,解釋開發目的時強調:「我們在開發中獲得的技術希望儘早地切實反饋給社會,而不是等到2029年」。 山下具體列舉了月球巡洋艦的4大主要技術:在偏遠島嶼和災區也能發揮作用的再生燃料電池;可以橫越岩石地帶的越野行駛性能;自動駕駛;以及居住性和可操作性等的「使用者經驗(UX)」。
四疊半空間2人休息……該如何消除壓力
筆者非常期待包括日本人在内的宇航員駕駛月球巡洋艦登上月球的日子。但另一方面,實際進入車内後,我也感覺到宇航員的壓力緩解對策等精神方面的精神護理將是一個很大的課題。2個人在四疊半大小的空間内生活一個月即使在地上也很難想像。月球上即使能跨出一步到外面,也沒有便利店和居酒屋,而是一個荒涼的黑白世界。順便說一下,距離地球上空400公里的ISS,宇航員每六個月輪換一次,空間約爲一個足球場大小,雖然很小但是有獨立房間。
爲了減輕宇航員的壓力,月球巡洋艦正在考慮透過與地面的通訊提供心理諮商的制度、在屏幕上投影地球的自然風景、設置向駕駛席散發氣味的裝置以及考慮到活體內生物鐘的照明系統等措施。在體驗結束時,負責人表示:「最大的課題是多人在一個地方生活。必須從社會心理學等出發考慮這個問題」。
宇航員的壓力問題也將納入UX技術中。山下先生表示:「我們希望爲遠離地球、在有限的狹小空間内處於極端狀態下的人提供安全舒適的行程,以及兼顧公共和私人的健康生活」。如何在有限的車内空間下解決這一問題,也關係到美國希望透過國際合作在2030年代實施載人火星探測的可行性,筆者將繼續操作予以關注。
月球巡洋艦模式的内部。據稱2名宇航員將一同生活在約四疊半大小的室内(攝於東京都江東區東京國際展示場)
自2019年以來時隔4年舉辦的日本行程出行展(Japan Mobility Show)由東京車展更名而來,在東京國際展示場(東京都江東區)舉行,除汽車以外的交通工具相關行業也紛紛參展,共有475家公司和團體參加,11天内約有111萬人到場。參展商展示了新一代電動車、燃料電池汽車、自動駕駛、飛行汽車、載人行程機器人等改變社會和生活的交通工具的未來。
日本行程出行展上展出的未來的交通工具。(左上)飛行汽車=斯巴魯;(右上)大型燃料電池卡車=五十鈴·本田;(左下)自動駕駛EV無人計程車=本田;(右下)可載人上下樓梯的四輪車=鈴木。
原文:草下健夫/JST Science Portal 編輯部
翻譯:JST客觀日本編輯部
【相關鏈結】
• 豐田汽車「月球巡洋艦(Lunar Cruiser)」
• JAXA「國際太空探測計劃」
• NASA「Artemis(阿爾忒彌斯)」(英文)
• 日本行程出行展2023官網