月球探索的技術突破:從阿波羅到阿提米絲

1969年7月20日,阿波羅11號成功登陸月球,人類「登月」的夢想終於實現。阿波羅11號的太空人讓人類成為第一個、也是目前唯一在地球以外天體留下足跡的物種。為了紀念這項壯舉,聯合國在2021年將7月20日訂為國際月球日。

自人類首次踏上月球以來,太空科技已有長足進步。如今,正在進行的阿提米絲計畫(Artemis Program)目標是實現載人月球探測,並將月球建設為前往火星的中繼站,再次掀起全球對月球及外太空探索的熱潮。WIPS Global 日前也發布一篇文章探討與月球探索相關的關鍵專利技術,一同慶祝國際月球日。

繞月飛行也能申請專利?NASA的太空船軌道專利

由於地球軌道與月球表面軌道的相對關係,將太空船從地球轉移至月球軌道需要消耗大量燃料,成本效益不佳。然而,根據這項NASA專利,透過計算最佳飛行軌跡與速度,可以用最少的燃料將太空船送入月球軌道。自從月球門戶計畫(Lunar Gateway)宣布以來,這項技術備受關注。該計畫旨在於月球軌道建造太空站,作為載人火星探測的樞紐。運用這項專利技術,更經濟實惠的太空探索將成為可能。

wipsglobal.com
US10696423, 「 Method for transferring a spacecraft from geosynchronous transfer orbit to lunar orbit 」

韓國月球登陸器測試系統

要驗證月球登陸器能否正常運作,需要進行大量測試,特別是確認其能否在月球表面的環境條件與重力下正常作業。因此,能夠模擬月球重力與地表環境的設施和測試系統至關重要。

KR10-2794347,「用於登陸器性能測試的月球重力模擬系統」

這項由韓國航空宇宙研究院發表的專利,描述了一套模擬月球重力與環境條件的系統,用於測試登陸器性能。該系統可以靈活設定登陸參數,例如各方向的距離與高度。此外,懸掛登陸器模型的可移動框架可自由調整,使登陸器能朝不同方向移動,從而在各種情境下進行測試。值得一提的是,韓國能以自主技術建立並驗證月球登陸器,實在令人驕傲。

未來的移動不僅限於地球——現代汽車的月球探測車

近年來,許多汽車製造商試圖轉型為「移動服務公司」,開發超越傳統汽車的多元移動解決方案。現代汽車也因申請與未來移動相關的專利而備受矚目,特別是專為月球使用設計的載具,也就是所謂的月球探測車(Lunar Rover)。

US2024-0351710,「 用於月球探測的混合動力車輛 」

根據現代汽車的專利,這款月球探測車配備四個輪子,每個輪子連接至一條可獨立移動的腿部。每條腿都裝有關節,探測車可以折疊前腿、伸展後腿,以更穩定地爬坡。在輪式移動過於困難的地形上,它可以用腿部行走,使其能穿越各種惡劣環境。

穿越短距離崎嶇路段時,探測車採用低姿態模仿爬蟲類的移動方式;而在長距離移動時,則模仿哺乳類的步態。換句話說,它採用了受動物行走模式啟發的動作設計。最值得注意的是,這款探測車結合深度強化學習技術,能夠自主判斷並應用最適合的行走方式、移動速度與行進方向。這與過去的月球探測車有明顯區別,代表著一次重大技術飛躍。

阿提米絲的夢想能否實現?

自1972年阿波羅17號任務以來,人類已有超過50年未曾踏上月球。在此背景下,阿提米絲計畫的執行別具意義——這不僅是「重返月球」,更是邁向火星、在火星留下人類足跡的第一步。隨著各種新技術的競逐發展,月球再次成為全球焦點,全世界都在熱切期待人類能否再次成功完成登月任務。

Artemis Program logo
(source: NASA, https://www.nasa.gov/gallery/artemis/ )

參考資料: