背靠祖國 逐夢探月——香港科研團隊研制月面機器人
更新時間：2025/6/30 9:59:30 來源：新華社CNML文字
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新華社香港6月29日電 題：背靠祖國 逐夢探月——香港科研團隊研制月面機器人
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(yè)，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(lián)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。
2025年4月24日，國家航天局正式發(fā)布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。”
挑戰(zhàn)月球極端環(huán)境
這個重約100公斤的多功能操作機器人，幾乎占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并非難事，但要讓它在月球‘上崗’，每一步都像在闖關。”
第一個挑戰(zhàn)就是月球南極的極端溫差。月夜最長持續(xù)21天，溫度可低至零下230攝氏度。由于缺乏大氣層保溫，晝夜溫差超過200攝氏度。
“零下230攝氏度是什么概念？液氮才零下196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，采用耐超低溫材料并集成智能熱控系統(tǒng)：月夜時讓機器人“睡覺”，用加熱裝置維持在零下50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，太陽光線分布不均，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(tǒng)，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臺，既滿足結構強度要求，又能由嫦娥八號著陸器攜運并在月面自主展開。
縱使挑戰(zhàn)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20多年來嫦娥探月積累的豐富經(jīng)驗，就是團隊不可或缺的資源。“從零件選材到熱控設計，內(nèi)地專家都給予我們大力支持。”
當高校科研遇上航天工程
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(tǒng)級載荷研制。項目由香港科技大學牽頭，聯(lián)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(nèi)地機構，以及南非國家航天局，構建起跨區(qū)域、跨學科的科研協(xié)作網(wǎng)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(jié)。”于宏宇說，但航天系統(tǒng)要求從設計階段就鎖定每一個零件的溯源。
于是，團隊引入了國家航天項目質(zhì)量管理體系。橫向設立方案設計、初樣驗證、正樣產(chǎn)品等時間線的嚴格階段劃分和任務清單，縱向按機器人9大分系統(tǒng)拆解任務，從而建立從零件到整機的全流程質(zhì)量追溯體系。
“盡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(chuàng)新與共識的達成。”于宏宇說。
南非科研機構在太陽光譜測量技術上擁有獨特優(yōu)勢，于宏宇說，香港作為“超級聯(lián)系人”的優(yōu)勢顯現(xiàn)出來：既深度融合內(nèi)地的技術積淀、產(chǎn)業(yè)實力與人才儲備，又依托國際化城市的開放特質(zhì)，具備暢通的跨文化協(xié)作能力。
走進實驗室，記者看到工程師們在反復探討機器人柔性夾爪的設計和優(yōu)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(fā)射前全部解決，不允許有遺留問題。”
在國家平臺上逐夢的香港青年科研力量
在實驗室里，“月面多功能操作機器人”的模擬動畫循環(huán)閃爍。畫面中，機器人揚起如帆的太陽能電池翼，在形似帆船的平臺作業(yè)。“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，70%的骨干力量是青年科研人員。他們將系統(tǒng)工程、可靠性分析等專業(yè)知識融入實踐，在導航控制、熱管理等關鍵環(huán)節(jié)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(xié)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(xié)作，團隊規(guī)模大，所有人都專注攻克技術難題，不計個人得失。
成長的背后，也有香港特區(qū)政府的托舉。特區(qū)政府通過“InnoHK創(chuàng)新香港研發(fā)平臺”，成立了香港太空機械人與能源中心，推動嫦娥八號合作項目落地。
嫦娥八號計劃于2029年前后發(fā)射，香港實驗室里的工作節(jié)奏愈發(fā)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 。”
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“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(yè)，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(lián)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。
2025年4月24日，國家航天局正式發(fā)布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。”
挑戰(zhàn)月球極端環(huán)境
這個重約100公斤的多功能操作機器人，幾乎占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并非難事，但要讓它在月球‘上崗’，每一步都像在闖關。”
第一個挑戰(zhàn)就是月球南極的極端溫差。月夜最長持續(xù)21天，溫度可低至零下230攝氏度。由于缺乏大氣層保溫，晝夜溫差超過200攝氏度。
“零下230攝氏度是什么概念？液氮才零下196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，采用耐超低溫材料并集成智能熱控系統(tǒng)：月夜時讓機器人“睡覺”，用加熱裝置維持在零下50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，太陽光線分布不均，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(tǒng)，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臺，既滿足結構強度要求，又能由嫦娥八號著陸器攜運并在月面自主展開。
縱使挑戰(zhàn)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20多年來嫦娥探月積累的豐富經(jīng)驗，就是團隊不可或缺的資源。“從零件選材到熱控設計，內(nèi)地專家都給予我們大力支持。”
當高校科研遇上航天工程
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(tǒng)級載荷研制。項目由香港科技大學牽頭，聯(lián)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(nèi)地機構，以及南非國家航天局，構建起跨區(qū)域、跨學科的科研協(xié)作網(wǎng)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(jié)。”于宏宇說，但航天系統(tǒng)要求從設計階段就鎖定每一個零件的溯源。
于是，團隊引入了國家航天項目質(zhì)量管理體系。橫向設立方案設計、初樣驗證、正樣產(chǎn)品等時間線的嚴格階段劃分和任務清單，縱向按機器人9大分系統(tǒng)拆解任務，從而建立從零件到整機的全流程質(zhì)量追溯體系。
“盡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(chuàng)新與共識的達成。”于宏宇說。
南非科研機構在太陽光譜測量技術上擁有獨特優(yōu)勢，于宏宇說，香港作為“超級聯(lián)系人”的優(yōu)勢顯現(xiàn)出來：既深度融合內(nèi)地的技術積淀、產(chǎn)業(yè)實力與人才儲備，又依托國際化城市的開放特質(zhì)，具備暢通的跨文化協(xié)作能力。
走進實驗室，記者看到工程師們在反復探討機器人柔性夾爪的設計和優(yōu)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(fā)射前全部解決，不允許有遺留問題。”
在國家平臺上逐夢的香港青年科研力量
在實驗室里，“月面多功能操作機器人”的模擬動畫循環(huán)閃爍。畫面中，機器人揚起如帆的太陽能電池翼，在形似帆船的平臺作業(yè)。“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，70%的骨干力量是青年科研人員。他們將系統(tǒng)工程、可靠性分析等專業(yè)知識融入實踐，在導航控制、熱管理等關鍵環(huán)節(jié)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(xié)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(xié)作，團隊規(guī)模大，所有人都專注攻克技術難題，不計個人得失。
成長的背后，也有香港特區(qū)政府的托舉。特區(qū)政府通過“InnoHK創(chuàng)新香港研發(fā)平臺”，成立了香港太空機械人與能源中心，推動嫦娥八號合作項目落地。
嫦娥八號計劃于2029年前后發(fā)射，香港實驗室里的工作節(jié)奏愈發(fā)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 。”
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