科大帶領嫦娥八號國際項目，研發多功能機械人，助探索月球。
嫦娥八號為國家探月工程四期的重要項目，計劃於2028年前後發射，是由中國牽頭建立國際月球科研站的先行計劃之一，旨在為未來在月球極區長期維持無人月球站建立基礎。國家於去年10月發布《嫦娥八號國際合作機遇》公告，港科大牽頭包括國際合作夥伴在內的團隊，向國家航天局探月與航天工程中心提交項目建議書，並於上月確認入選。
為完成「月面多功能移動操作機器人暨移動充電站」項目，並建立本地航天技術的基礎能力，特區政府創新科技及工業局旗下創新科技署斥資在InnoHK平台成立香港太空機械人與能源中心，並委任港科大機械與航空航天工程學系系主任孫慶平，與港科大太空科學與技術研究院院長于宏宇分別出任中心主任及聯合主任，而香港理工大學土地測量及地理資訊學系副系主任吳波任副主任。
孫慶平：規模最大前所未有
港科大未來將與多個單位合作，包括港理大、香港大學、香港中文大學、香港城市大學、上海航天技術研究院、大連理工大學、深圳大學以及南非國家航天局等。孫慶平形容，是次登月任務得以由香港院校、內地高校與院所及國外航天機構形成聯合團隊，以InnoHK中心的形式主導整個項目構思、研發、測試和生產，是香港歷史上前所未有，亦是規模最大的一次，充分反映國家認可香港的航天團隊，在機械、航空航天、電子、傳熱、材料等工程前沿領域的實力。
機械人將面對極端低溫環境
于宏宇介紹，是次任務將攻克多個重大挑戰，例如在月面南極運作的機械人，將面對極端低溫環境，以確保機械人的可靠性;也要克服定位、導航、自主運動和操作控制的技術挑戰;機械人在配備為月面設備充電功能，及能進行多項精細操作的同時，又須保持輕巧，故團隊成員要利用各自優勢，透過優化設計，採用先進材料和工藝，合作研製一個糅合創新技術的機械人，同時項目將採用中國航天的質量保證體系，確保圓滿完成國家交託的任務。
促進與全球航天機構深度合作
港科大回覆香港文匯報時強調，香港在此次國際合作項目中具備獨特優勢，包括香港各大學在航天領域如衛星遙感、深空探索的採樣機械、行星表面圖像處理等先進成果;而工程任務層面，參與成員在相關技術上有雄厚基礎，在機械人控制、機械臂及靈巧手的操作、視覺信息處理、先進熱管理以及數字孿生等研究都將應用於月面機械人的操作和遙控上;在試驗任務層面，包括基於彈卡的固態製冷、織物傳感器及複合材料儲能結構等具有巨大航天應用潛力的先進前沿技術，都將會在此任務中進行驗證;再加上香港的國際合作聯繫，更有助促進與全球航天機構及企業的深度合作，推動項目順利發展。
港科大認為未來國際月面科研站將成為月球資源開發和科學探測的有效平台。圖為月球背面。新華社資料圖片
對國家牽頭的未來國際月面科研站，港科大認為這將成為月球資源開發和科學探測的有效平台。多功能月面作業機械人將在未來科研站的建設和運營中發揮關鍵作用，其雙機械臂能協同完成儀器部署、月面樣品採集，及基地建設等任務，提升科研站的建設效率和資源勘測能力，它還將具有無線充電技術功能，為科研站提供全方位技術支持。
港科大校長葉玉如表示，航空航天工程學是科大重點發展領域之一，繼去年8月成功發射了香港高教界首顆高分辨光學衛星，科大專家團隊正研發的「高分辨率全球溫室氣體探測」項目，未來亦有望於中國空間站應用。
考慮低溫月塵導航 嚴控生產組裝升空
港科大昨日獨家回覆香港文匯報查詢時，詳細介紹了嫦娥八號多功能月面作業機械人的設計構思。在設計過程中，團隊充分考慮了月球的特殊環境，包括極端的低溫、月塵環境以及缺乏衛星導航系統等挑戰。為了確保機械人的可靠性，研發項目從方案設計到各階段原型的生產、加工、組裝，再到後續的發射升空，均採取了一系列嚴格的措施和制度，確保項目質量符合國家相關標準和要求。
首先，在月面南極長期工作期間，機械人將承受長達至少14個地球日的極端低溫，最低可達-200℃以下。為應對這一挑戰，團隊將採用最先進的航天級特殊材料，採用類似動物冬眠的休眠模式度過月夜，並優化熱管理系統，確保機械人在極端環境下的穩定運行。
其次，月球缺乏衛星導航系統，且其光照條件、重力、磁場和電磁輻射環境與地球截然不同。因此，機械人的定位、導航與路徑規劃需進行專門設計。團隊將通過自主環境感知與智能路徑規劃技術，並結合遙操作系統，確保機械人能實時感知月球地形地貌，動態優化行走路徑，讓機械人能在複雜的月面地形和缺乏衛星導航的情況下，依靠自主定位與導航系統，實現高精度的操作和高效的移動，穩定執行各項任務，減少了能源消耗和時間成本。
在火箭運載能力和空間允許的範圍內，機械工程與導航技術的有效整合至關重要，機械人需集多種功能於一身，並保持輕量化。團隊同時要確保機械人在發射過程中能承受震動和高加速度等極端力學環境。
港科大表示，未來機械人將緊密圍繞嫦娥八號的總體目標展開探測任務，涵蓋月面科學探測和資源開發利用兩個核心領域，如通過無線充電技術的應用，機械人將驗證為基地設備提供持續電力支持的技術，確保科研活動的順利進行。同時，機械人也將承擔科學儀器的布設任務，對推動航天技術的發展，提升自主操作與智能化水平，為未來更複雜的深空探測任務積累寶貴經驗，對未來月球科學研究具有重要意義。
記者：陸雅楠
報紙編輯：勞詠華
