【新華社香港六月二十九日電】黃茜恬「我們設計的這款機器人,不僅可以通過通用操作手臂靈活作業,還具備以往月球探測任務中從未有過的無線充電功能。」香港太空機械人與能源中心聯合主任于宏宇教授向記者介紹時,眼中滿是對科研突破的熾熱期待。
二0二五年四月二十四日,國家航天局正式發佈探月工程四期嫦娥八號任務合作項目遴選結果,其中包括香港科研團隊牽頭開展的「月面多功能操作機器人暨移動充電站」項目。
「那一刻整個團隊非常振奮。」談及當時的情景,于宏宇說,「香港科研力量能夠深度參與國家探月工程,是激勵我們不斷突破技術邊界的強大動力。」
這個重約一百公斤的多功能操作機器人,幾乎佔了嫦娥八號合作載荷總重量的一半。作為項目負責人,于宏宇直言:「在地球上造百公斤機器人並非難事,但要讓它在月球『上崗』,每一步都像在闖關。」
第一個挑戰就是月球南極的極端溫差。月夜最長持續二十一天,溫度可低至零下二百三十攝氏度。由於缺乏大氣層保溫,晝夜溫差超過二百攝氏度。
「零下二百三十攝氏度是甚麼概念?液氮才零下一百九十六攝氏度。」于宏宇說,這意味著機器人的所有材料和零件都得能在這「超低溫冰箱」里存活。為此,團隊設計出「休眠+保溫」策略,採用耐超低溫材料並集成智能熱控系統:月夜時讓機器人「睡覺」,用加熱裝置維持在零下五十攝氏度左右;月晝時再「自主喚醒」工作。
光照問題同樣棘手。因缺少大氣折射,太陽光線分佈不均,亮處刺眼、暗處漆黑。團隊給機器人裝上「智能眼睛」──視覺增強系統,讓機器人在明暗交錯中也能「看」清路況。
「輕量化是設計的核心約束。」于宏宇說,受限于火箭運載能力及空間資源,每克重量都需精打細算。為此,團隊將機器人設計為可展開的多任務平台,既滿足結構強度要求,又能由嫦娥八號著陸器攜運並在月面自主展開。
縱使挑戰重重,于宏宇仍信心滿滿。「我們基本上看不到不可逾越的障礙。」他說,國家二十多年來嫦娥探月積累的豐富經驗,就是團隊不可或缺的資源。「從零件選材到熱控設計,內地專家都給予我們大力支持。」
回憶項目起步階段,于宏宇坦率地講,香港高校科研思維與航天工程思維相遇時也曾「水土不服」。
香港參與國家航天任務由來已久,但此次項目是香港首次作為總體責任單位,主導深空探測系統級載荷研製。項目由香港科技大學牽頭,聯合香港理工大學、香港大學、香港中文大學及香港城市大學,攜手上海航天技術研究院、大連理工大學及深圳大學等內地機構,以及南非國家航天局,構建起跨區域、跨學科的科研協作網絡。
「高校教授習慣說『這個理論可行』,也就是習慣先驗證技術概念,再逐步完善細節。」于宏宇說,但航天系統要求從設計階段就鎖定每一個零件的溯源。
於是,團隊引入了國家航天項目質量管理體系。橫向設立方案設計、初樣驗證、正樣產品等時間線的嚴格階段劃分和任務清單,縱向按機器人九大分系統拆解任務,從而建立從零件到整機的全流程質量追溯體系。
「儘管在技術和管理層面常有激烈討論,但大家都以任務成功為導向,這種碰撞反而推動了創新與共識的達成。」于宏宇說。
走進實驗室,記者看到工程師們在反覆探討機器人柔性夾爪的設計和優化。項目總體設計師方惠廷看來,這正是航天精神在科研一線的生動寫照:「航空航天任務必須把問題在發射前全部解決,不允許有遺留問題。」
在國家平台上逐夢的香港青年科研力量
在實驗室裡,「月面多功能操作機器人」的模擬動畫循環閃爍。畫面中,機器人揚起如帆的太陽能電池翼,在形似帆船的平台作業。「這個設計不僅為適應月球南極光照,更寓意『背靠祖國、揚帆起航』。」于宏宇說。
這支團隊里,百分之七十的骨幹力量是青年科研人員。他們將系統工程、可靠性分析等專業知識融入實踐,在導航控制、熱管理等關鍵環節勇挑重擔。「兒時仰望星空的憧憬,如今成了參與國家探月工程的實踐,這種成就感無可替代。」方惠廷道出了大家的心聲。
跨學科協作的氛圍,讓年輕科研人員迅速蛻變。方惠廷說,航天項目涉及熱管理、電子學、材料學等多領域協作,團隊規模大,所有人都專注攻克技術難題,不計個人得失。
嫦娥八號計劃於二0二九年前後發射,香港實驗室裡的工作節奏愈發緊湊。夜幕降臨,實驗室的燈光依然明亮,圖紙上的修改標記與電腦屏幕的代碼熒光交相輝映。于宏宇說:「我們滿懷期待,也深感責任重大,必將全力以赴,不負使命。」◇








