Science and Technology Foresight ›› 2025, Vol. 4 ›› Issue (2): 158-173.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2025.02.012
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GAO Haibo1,2,†(), LIU Zhen1,2,†(
), YUAN Runze1,2
Received:
2024-12-08
Revised:
2025-03-25
Online:
2025-06-20
Published:
2025-06-26
Contact:
†
通讯作者:
†
作者简介:
高海波,教授,博士研究生导师。哈尔滨工业大学校长助理,机电工程学院院长,机器人技术与系统全国重点实验室副主任。主要从事轮式星球车移动技术、重载足式机器人技术方向的研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家重大科技专项、科技部国际合作等项目。获国家技术发明奖二等奖2项、省部级一等奖7项、中国专利银奖1项。出版专著3部,发表论文110余篇,授权发明专利50余件。电子信箱:gaohaibo@hit.edu.cn。基金资助:
GAO Haibo, LIU Zhen, YUAN Runze. Prospective Developments in Planetary Rovers for Future Exploration Missions[J]. Science and Technology Foresight, 2025, 4(2): 158-173.
高海波, 刘振, 袁润泽. 面向未来星表任务的星球车展望[J]. 前瞻科技, 2025, 4(2): 158-173.
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URL: http://www.qianzhankeji.cn/EN/10.3981/j.issn.2097-0781.2025.02.012
技术特点/关键指标 | 美国“毅力号” | 中国“祝融号” |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 0.2 | 0.2 |
星球车总载荷/kg | 1 050 | 240 |
移动模式 | 轮式移动 | 轮式移动、蠕动行进 |
脱陷能力 | 遥控脱陷 | 自主蠕动脱陷 |
动力系统 | 核动力供电 | 太阳能板供电 |
主要功能 | 火表移动探测、机械臂采集 | 火表移动探测、无样本采集功能 |
优势与不足 | 载荷大、任务能力强,仅轮式移动,火表适应性不足且成本较高 | 有主动悬架和蠕行功能,高通过性,供电受火表尘土影响,无采样功能 |
Table 1 Comparison of typical unmanned planetary rover
技术特点/关键指标 | 美国“毅力号” | 中国“祝融号” |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 0.2 | 0.2 |
星球车总载荷/kg | 1 050 | 240 |
移动模式 | 轮式移动 | 轮式移动、蠕动行进 |
脱陷能力 | 遥控脱陷 | 自主蠕动脱陷 |
动力系统 | 核动力供电 | 太阳能板供电 |
主要功能 | 火表移动探测、机械臂采集 | 火表移动探测、无样本采集功能 |
优势与不足 | 载荷大、任务能力强,仅轮式移动,火表适应性不足且成本较高 | 有主动悬架和蠕行功能,高通过性,供电受火表尘土影响,无采样功能 |
技术特点/关键指标 | 美国“LRV” | 中国载人月球车 |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 8 | 10 |
星球车总载荷/kg | 700 | 700 |
驱动及转向模式 | 四轮独立驱动、前后阿克曼转向 | 四轮独立驱动、独立转向且具有底盘智能协同控制技术 |
驾驶模式 | 手动驾驶 | 手动驾驶、自主驾驶和人机混合驾驶 |
宇航员乘坐数量 | 2 | 2 |
主要功能 | 载人移动探测 | 载人移动探测 |
优势与不足 | 成功完成“阿波罗计划”任务,方案成熟,但机动性和智能化有限,车辆驾驶模式单一 | 速度、机动性和智能化方面均有提升,但技术可靠性需通过实际任务验证 |
Table 2 Comparison of typical manned planetary rover
技术特点/关键指标 | 美国“LRV” | 中国载人月球车 |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 8 | 10 |
星球车总载荷/kg | 700 | 700 |
驱动及转向模式 | 四轮独立驱动、前后阿克曼转向 | 四轮独立驱动、独立转向且具有底盘智能协同控制技术 |
驾驶模式 | 手动驾驶 | 手动驾驶、自主驾驶和人机混合驾驶 |
宇航员乘坐数量 | 2 | 2 |
主要功能 | 载人移动探测 | 载人移动探测 |
优势与不足 | 成功完成“阿波罗计划”任务,方案成熟,但机动性和智能化有限,车辆驾驶模式单一 | 速度、机动性和智能化方面均有提升,但技术可靠性需通过实际任务验证 |
技术特点/关键指标 | 美国“Chariot” | 中国增压式月面移动系统 |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 13 | 15 |
星球车总载荷/kg | 4 000 | 不小于6 000 |
运行模式 | 宇航员操作 | 宇航员操作、无人化自主运行 |
主要功能 | 航天员短期驻留、星表作业 | 航天员短期及中长期驻留、星表运载作业、星表原位资源利用 |
优势与不足 | 完成多款原理样机研制,实验和测试较全面,运行模式依赖人工操作,任务执行自主性较低 | 载荷更大,能够支撑宇航员驻留时间更长,运行模式更为多样,任务拓展性更强 |
Table 3 Comparison of typical planetary rovers for the planetary research station phase
技术特点/关键指标 | 美国“Chariot” | 中国增压式月面移动系统 |
---|---|---|
行驶速度/(km·h-1) | 13 | 15 |
星球车总载荷/kg | 4 000 | 不小于6 000 |
运行模式 | 宇航员操作 | 宇航员操作、无人化自主运行 |
主要功能 | 航天员短期驻留、星表作业 | 航天员短期及中长期驻留、星表运载作业、星表原位资源利用 |
优势与不足 | 完成多款原理样机研制,实验和测试较全面,运行模式依赖人工操作,任务执行自主性较低 | 载荷更大,能够支撑宇航员驻留时间更长,运行模式更为多样,任务拓展性更强 |
星球车发展阶段 | 功能 | 平均速度/ (km‧h-1) | 载荷/kg |
---|---|---|---|
无人探测阶段 | 无人移动探测 | 0.2~0.3 | 10~1 000 |
载人探测阶段 | 载人移动探测 | 8~10 | 700~1 500 |
科研站建设阶段 | 星表运载作业 | 13~15 | 3 000~6 000 |
Table 4 Features of planetary rovers at different stages of progression
星球车发展阶段 | 功能 | 平均速度/ (km‧h-1) | 载荷/kg |
---|---|---|---|
无人探测阶段 | 无人移动探测 | 0.2~0.3 | 10~1 000 |
载人探测阶段 | 载人移动探测 | 8~10 | 700~1 500 |
科研站建设阶段 | 星表运载作业 | 13~15 | 3 000~6 000 |
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DOI |
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