團隊在模擬月面調試樣機機械臂。西北工業大學供圖

從嫦娥奔月的浪漫幻想，到嫦娥六號任務月背采樣返回的現實壯舉，中國人對月球的追逐探索從未停歇。在我國推進探月工程四期、邁向月球科研站建設的背景下，一支來自西北工業大學（以下簡稱“西工大”）的00后大學生團隊，以青春智慧和過硬技術，提出月球跳躍探測方案。

“從第一次看到火箭升空，我就夢想著能加入太空探索的偉大事業，將中國人的足跡和智慧印在廣袤的月球上。”項目負責人、西工大航空宇航科學與技術專業學生歐陽辰昊說。在西工大“總師育人文化”和濃厚的三航（航空、航天、航海）底蘊熏陶下，歐陽辰昊周圍聚集起一支對空天科技與月球探索興趣濃厚的隊伍。

團隊成員來自機械、自動化等不同專業，卻因共同的飛天攬月之夢緊密凝聚。當了解到中國探月工程的下一步，是要在地形復雜的月球南極建立科研站，歐陽辰昊和團隊敏銳地意識到，傳統的月球車無法滿足當下的探測需求——“松軟的月壤、非結構化的地形、遍布的隕石坑和碎石，將極大制約探測效率與選址自由度。”歐陽辰昊解釋。

考慮到月球重力僅為地球的六分之一，一個大膽的構想在他們心中萌發：能否跳出傳統思維，賦予探測器“飛躍”能力？

團隊成員與子母式異構探測集群樣機合影。受訪團隊供圖

“跳躍”一詞看似簡單，實現起來卻困難重重：采用什么樣的驅動方式？如何保證探測器在著陸時不會因沖擊而損壞？如何在極端溫差環境下，保持驅動系統的可靠性？每一個問題都需要團隊反復論證和實驗。

團隊成員扎根實驗室，在無數次失敗與重來中不斷前行。他們反復鉆研，憑著一股不服輸的韌勁兒，攻克了從結構設計到控制算法的道道難關。歷經上百次迭代優化，解決了從“跳不起”到“跳不穩”“跳不高”的問題，終于成功研制出能在模擬月面環境下連續穩定跳躍、跨越復雜地形障礙的新型探測器。

他們從獵豹彈跳、尺蠖爬行等自然運動中汲取靈感，在剛性主梁兩側部署氣動軟體驅動器，設計了一種剛柔耦合的氣動爬/跳軟體機器人——這樣的構造，采用雙穩態設計，剛柔耦合的結構可以爆發式發力，實現跳躍。

“在月球的低重力環境下，跳躍能力賦予了其強大的越障能力。”歐陽辰昊介紹，通過驅動不同的軟體執行器，無須結構變化便可實現爬、跳運動切換，不再需要復雜的電機、減速器。“這樣極致簡單的運動機構，顯著提升了系統的可靠性。”

傳統的電機在真空中散熱困難，容易“發燒”罷工。這群年輕人將壓縮氣體作為動力源，有效規避了傳統驅動方式的“發熱罷工”風險。

模擬月面上的氣動爬/跳軟體機器人。受訪團隊供圖

“我們的方案，不僅是單個探測器的創新，還提出了一套子母式異構集群，最大程度發揮出探測器的性能。”團隊成員張延自豪地告訴記者：這一方案，由一臺大型“母車”和多個“子體”——氣動軟體機器人構成。母車是移動基地和指揮中心，負責能源補給、數據中繼和子體的長距離投送與回收；子體機器人則如尖兵一般，深入復雜地帶執行勘探任務。這種“大小結合，遠近協同”的設計理念，不僅提高了探測效率，也為未來月球科研站的建設和運營提供了新的可能。

選擇創新就是選擇挑戰，經歷了從理論設計到樣機制作的反復試驗，團隊成員發現：實驗室的成功只是起點，真正的考驗還在應用。

“我們的征途是星辰大海，月球是通往深空的第一步。”歐陽辰昊說。這支來自西工大航天學院的學生科研團隊，在鄭子軒、寧昕、岳曉奎老師的指導下，獲得陜西省大學生課外學術科技作品競賽特等獎的佳績。

未來，團隊將繼續深耕深空探測領域，一步一個腳印，努力將奇思妙想淬煉為工程可行的“硬核”科技。

中青報·中青網記者 孫海華

中國青年報