自古以來，人類對月球的探索熱情從未消減，而月球車作為當代深空探測的重要工具，正引領著我們揭開月球乃至其他星球的神秘面紗。

然而，月球車的維護保養(yǎng)卻成為了一道亟待解決的難題。受距離遙遠、時間滯后及高昂成本的制約，一旦設備在月球表面發(fā)生故障，我們無法像在地球上那樣輕松前往附近的商店采購配件，或是撥打24小時維修熱線尋求即時援助。鑒于火箭載荷空間的寶貴與發(fā)射成本的巨大，攜帶所有可能需要的維修物資也顯然并不現(xiàn)實。

在資源極度稀缺的太空環(huán)境中，任何因可預防故障而導致的設備損失，都是無法承受之重。也因此，設備檢查與維修作為關鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。

無論是低地球軌道作業(yè)、月球探索任務，還是火星遠征，機器人技術與自主系統(tǒng)的應用將成為推動太空作業(yè)發(fā)展的關鍵力量。尤其是小型自主機器人，以其卓越的功能靈活性、精細的微調與定制能力，以及快速的任務執(zhí)行能力，正逐步成為解決太空設備維護痛點、難點的未來趨勢。

▍太空螞蟻AstroAnts，航天器的定制化“醫(yī)生”

對于NASA那些超越低地球軌道的深遠任務，包括Gateway計劃而言，實現(xiàn)自主操作是確保任務成功、保障安全及維持機組人員生存的關鍵所在。基于此前在體載微型機器人群方面的工作，MIT Media Lab團隊受科幻小說啟發(fā)，并借鑒機器人群與航天器共生的仿生概念，推出了一套用于月球軌道航天器組裝和外部維修的自主機器人群——太空螞蟻AstroAnts。

AstroAnts，這一微型機器人群體，被賦予了對航天器、探測車及著陸器外表面進行細致檢查與精確診斷的重任。每個AstroAnt都裝備了獨特的四磁輪系統(tǒng)，這一設計使它們能夠輕松附著于任何磁性表面，如探測車或其他航天器的外殼，極大地拓展了其應用范圍。團隊已在微重力環(huán)境中對這些機器人進行了全面測試，驗證了它們在多種材質表面（包括粗糙表面、模擬β布料、鋼鐵以及涂覆磁性涂層的鋁材）上的卓越移動能力，甚至能夠跨越高達80度的障礙，展現(xiàn)出超強的適應性與靈活性。

此外，這些機器人還內置了強大的處理能力，能夠實時捕獲并解析來自傳感器的數(shù)據(jù)。得益于模塊化設計，它們的傳感器載荷可以根據(jù)不同的檢查需求進行靈活配置，從而收集到的數(shù)據(jù)能夠用于全面監(jiān)控航天器、探測車及著陸器的運行狀態(tài)。這些微型機器人將被巧妙地部署于太空探測車的頂部，既能夠獨立自主地執(zhí)行任務，也能夠作為機器人群體的一員，協(xié)同工作，對設備進行全方位的檢查。

AstroAnt的設計中，其底部表面巧妙地集成了熱電堆傳感器，這使得它能夠以非接觸的方式對MAPP-1月球車的散熱器進行精確的溫度測量。這一功能對于收集月球車健康狀況的關鍵數(shù)據(jù)至關重要，包括表面溫度以及微流星體撞擊可能造成的損害信息。在月球特有的低重力環(huán)境中，AstroAnt展現(xiàn)出卓越移動性能，它能夠從散熱器的不同位置進行溫度測量，從而有效監(jiān)控熱系統(tǒng)的性能——這是月球車最為關鍵的系統(tǒng)之一。

借助其獨特的磁輪設計，AstroAnt能夠牢固地附著在月球車的頂部表面，并隨著月球車的移動而靈活調整位置。此外，機器人與中央站均配備了低功耗藍牙（BLE）功能，實現(xiàn)了無線數(shù)據(jù)的順暢傳輸。

▍模擬環(huán)境測試，考察AstroAnt極端地形運行效能

不久前，在行業(yè)伙伴Castrol的支持下，MIT Media Lab于西班牙加那利群島的蘭薩羅特島進行了月球環(huán)境模擬測試，就AstroAnt在極端地形上的運行效能進行了深入考察。該島獨特的地貌與月球廣袤無垠的平原驚人地相似，為最新版AstroAnt微型機器人的實地演練提供了得天獨厚的條件。

測試期間，研究人員在模擬火星探測車的機器人平臺上安裝了一塊精心設計的鋁板，該鋁板精準復刻了MAPP-1火星探測車頂部面板的特征。最新版AstroAnt，攜帶著先進的紅外攝像機，在模擬探測車頂部面板上進行工作。測試中，研究人員就塵土飛揚的惡劣環(huán)境對AstroAnt所攜帶的光學有效載荷性能造成的潛在影響，以及月球車動態(tài)運動狀態(tài)下AstroAnt的跟蹤性能會如何變化進行了評估。

跟蹤性能測試

AstroAnt的設計初衷是，在MAPP-1探測器處于靜止狀態(tài)時，它才啟動移動進行作業(yè)。然而，研究團隊對AstroAnt在探測器直線行進過程中的跟蹤能力充滿好奇。他們特別關注，若AstroAnt在探測器轉彎時同步移動，探測器的角速度是否會干擾到AstroAnt的測量結果，進而破壞航位推算的準確性，導致顯著的跟蹤誤差。因此，直線移動狀態(tài)下的跟蹤性能測試成為了此次研究的重要一環(huán)。

灰塵影響測試

考慮到AstroAnt未來將在月球表面執(zhí)行任務，而月塵無疑是其面臨的一大挑戰(zhàn)。研究團隊致力于探究，月球車頂部積聚的塵土將如何影響AstroAnt的移動性能。在此過程中，Castrol對AstroAnt Payload計劃給予了寶貴的支持。這一計劃聚焦于開發(fā)能夠在航天器、探測車及著陸器表面高效執(zhí)行任務的微型機器人群。

通過此次深度研究合作，Castrol與MIT Media Lab的太空探索計劃及響應環(huán)境研究小組建立了緊密的合作關系。他們共同測試了專為抵御月球表面極端環(huán)境而設計的太空級潤滑油，以確保AstroAnt機器人的馬達能夠在惡劣條件下順暢運轉，從而準確收集月球前哨MAPP探測器的熱數(shù)據(jù)及其他關鍵測量數(shù)據(jù)。

▍2025升空登月，進行首次登月測試！

值得特別關注的是，2025年，MIT Media Lab將與Lunar Outpost攜手合作，共同將AstroAnt送往月球，開展其首次震撼人心的技術演示測試。

在此次任務中，AstroAnts的有效載荷將被精心部署于Lunar Outpost的月球探測車MAPP-1的頂部，一同踏上前往月球南極的探險之旅。而MAPP探測車則將依托Intuitive Machines的Nova-C著陸器進行運輸，所有這些設備均將搭乘SpaceX的Falcon 9火箭進行升空。

AstroAnt的此次任務標志著月球表面首個微型機器人任務的誕生，它所收集的數(shù)據(jù)將為監(jiān)控探測車熱系統(tǒng)的性能提供寶貴的信息，進一步為NASA的Artemis III載人任務提供有力的支持。

▍關于MIT Media Lab太空計劃

MIT Media Lab太空計劃旨利用麻省理工學院的學術卓越和MIT Media Lab的未來主義技術專業(yè)知識，創(chuàng)造和部署預示著一個大膽且富有文化底蘊的“新太空時代”的太空技術。該計劃支持多個研究項目、拋物線飛行、亞軌道和軌道發(fā)射研究部署，并擁有一支由學生和教師組成的團隊。其核心理念是“使太空探索變得民主化”，將太空探索納入黑客和創(chuàng)客的視野，推動太空行業(yè)格局的多樣化和開放。通過設計太空建筑、太空可穿戴設備等，以及開源有效載荷設計，使衛(wèi)星星座可供共同使用和部署，該計劃旨在推動太空探索前沿的創(chuàng)新，并將科幻小說中的星際生活變?yōu)楝F(xiàn)實。

▍關于Castrol

Castrol成立于1899年，是英國石油公司旗下的子公司。65 多年來，Castrol一直致力于提供對先進太空技術至關重要的關鍵任務潤滑油。其產品憑借在極端環(huán)境下展現(xiàn)出超凡可靠性，贏得業(yè)界廣泛贊譽，并被NASA采納，為火星探測任務中的毅力號與好奇號等探測器提供潤滑保障。2023 年，Castrol開始MIT Media Lab合作，支持 AstroAnt 有效載荷計劃，該計劃涉及在 AstroAnt（專為月球任務設計的模塊化機器人群）上測試太空級潤滑油。此次合作彰顯了Castrol對推動創(chuàng)新和突破太空探索界限的持續(xù)承諾。