在 NASA 阿波罗计划月球探测的众多“首次”中，一个经常被忽视的成就是阿波罗任务包括了人类首次——也是迄今为止唯一一次——在另一个世界驾驶。与当今具有环保意识的碳中和交通市场遥相呼应，阿波罗的电池供电月球车也是全电动的。宇航员大卫·斯科特是阿波罗 15 号任务期间第一个在月球上驾驶月球车的人，他评论道，“月球车”堪称“最佳设计”。宇航员在阿波罗 16 号和 17 号任务中也使用了它们。在这些任务中，这些车辆平均行驶了略多于 30 公里的月球地形，最高速度达到每小时 18 公里。这些车辆被认为是消耗品：每辆车仅运行数小时，然后在任务结束时被丢弃在月球上。
快进到今天，NASA 再次将宇航员送上月球：该航天机构的 阿耳忒弥斯 III 号任务计划最早在 2025 年 将一组宇航员运送到月球南极附近。但这一次，类似阿波罗的月球车将不足以满足需求。NASA 的计划要求阿耳忒弥斯号的首批登月宇航员花费一周时间探索着陆点周围的区域，该区域旨在成为未来月球探测的基地营地。对于此类高耐力操作，也需要一款合适的高耐力车辆。去年 8 月，NASA 在一段视频中宣布征询关于新型月球地形车的信息时也表达了这一观点。“这不是你祖父的月球车，”视频中用黑色和粉色粗体字写道，“但它可能是你孙女的”——暗示了阿耳忒弥斯 III 号将首位女性送上月球的目标。
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重要的是，月球地形车只是支持阿耳忒弥斯号宇航员的车队成员之一。挥发物调查极地探测车 (VIPER) 是另一辆月球探测车，它不会载人，而是会在月球南极周围无人驾驶漫游 100 天，寻找水冰。该机构还在考虑第三种车辆——一种加压的“可居住移动平台”，可以运送宇航员长达 45 天。
根据 NASA 的要求，载人月球地形车的设计寿命应至少为 十年。它将支持一系列为期一到两周的任务，甚至可以在人类访问期间自主探索月球表面。此外，其设计将为后续几代地表车辆设定标准，以支持未来人类登陆火星的假想。
为了应对这些挑战，各航天机构正在借鉴商业汽车制造商的丰富经验，从头开始设计耐用型探测车。至少已经涌现出两个合作伙伴关系，竞相争夺 NASA 的下一代月球地形车：通用汽车与洛克希德·马丁公司之间的合作于去年 5 月宣布。诺斯罗普·格鲁曼公司、AVL 公司、Intuitive Machines 公司、Lunar Outpost 公司和米其林公司之间的另一项合作于去年 11 月启动。行星科学家甚至开始跳出月球的范畴进行思考：最近，凯克空间研究所举办了一次研讨会，召集了机构、学术界和工业界的研究人员，共同考虑更大胆的火星表面构想，例如改造商用电动汽车以供太空使用。
在太平洋彼岸，日本也在进行类似的进程。日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 已与日产和丰田合作开展两个不同的月球驾驶项目。12 月，日产发布了一款无人月球探测车原型，该原型车采用了前置和后置电机，以应对崎岖地形。与此同时，丰田正在设计一款载人加压月球巡洋舰，该巡洋舰由氢燃料电池驱动，并且表面上将发挥与 NASA 可居住移动平台相同的作用。丰田官员于 1 月宣布，在巡洋舰部署到月球后，该公司将致力于对其进行改造，以便在火星上使用。
“我们正在趋同于行星和商用车辆的共同点，即我们正在利用相同的技术来操作这些车辆，使其能够自主驾驶并避开障碍物，”NASA 约翰逊航天中心的行星科学家保罗·奈尔斯说。“当然，自动化会有所帮助，而这种[合作]将真正产生协同效应。”
“外星”意味着“格外困难”
月球和火星为可重复使用的探测车带来了一系列重叠的困难。第一步仅仅是到达那里：尽管 SpaceX 希望大幅降低使用星舰的发射成本，但该公司正在开发据称完全可重复使用的重型火箭，将汽车大小的东西送入太空仍然是一项巨大的投资。（不过，SpaceX 已经做到过，并且异想天开地暗示了未来可能将 特斯拉 Cybertruck 送往火星的初步计划。）
一旦被放置在任何一个天体上，车辆就必须应对非凡的极端温度。奈尔斯说，火星接收到的太阳辐射量仅为地球的一半左右，而且这颗红色星球的大气层过于稀薄，无法保持太多热量。
“在珠穆朗玛峰顶上最糟糕的一天，就像你在火星上最温暖的一天，”他说。“虽然地表上的岩石实际上可以变得相当温暖，几乎达到零摄氏度，但空气却非常寒冷。”
月球上的情况更加极端。月球的自转速度比地球慢，导致一个月球日持续 约 29.5 个地球日。这意味着多用途车辆必须在长达数周的月球夜间生存——这一壮举在 2014 年使中国的玉兔号月球车脱轨。温度可能达到月球白天炙热的 127 摄氏度，而在月球夜晚则骤降至 –173 摄氏度。此外，月球缺乏热量分布大气层意味着阴影区域会变得极其寒冷，即使在漫长的月球白天也是如此。为了让探测车能够经受住这些极端条件，它必须以某种方式储存能量并在整个月球夜晚保持热量，而无法获得太阳能——但它还必须避免在长时间暴露在强烈的阳光下时过热。
洛克希德·马丁公司月球探测部门的战略和业务主管德里克·霍金斯说：“能够度过[月球]夜晚绝对至关重要，否则你只是在发射一次性探测车。”
车辆必须克服的另一个太空障碍是辐射。地球的大气层和磁场充当屏障，抵御太阳和宇宙射线喷射出的高能粒子，这些粒子都会使材料退化并损坏精密的电子设备。但月球和火星都没有类似的保护。通用汽车公司全球工业设计产品和体验总监杰夫·尼尔德说，旨在在那里运行多年的地表探测车必须包括抗辐射电子设备，并在不可避免的零部件故障事件中提供更大的冗余。
最后，月球和火星的引力场比地球弱得多，这可能会微妙地影响车辆的运行。较小的重力实际上可能有助于电动车辆携带宇航员等重物，并且比地球上功率相同的类似汽车行驶得更远。但加州理工学院的行星科学家贝瑟尼·埃尔曼说，月球或火星上探测车的校准和悬架需要针对改变后的重心进行调整。
解决方案：从头开始还是开箱即用？
为 NASA 设计月球车的两个合作伙伴关系并没有因这些挑战而气馁，它们甚至在不确定能否与该机构签订合同的情况下开发出了原型车。NASA 已多次征询关于月球地形车的信息，但尚未发布正式的提案征集书，这将标志着其有能力支付费用。
尼尔德说：“从未有过完全由行业主导开发的人类航天系统飞行或搭载美国宇航员”，他还补充说，最近完成的商业载人计划获得了 7% 的行业资金，NASA 承担了剩余 93% 的 数十亿美元的费用。
不过，通用汽车和洛克希德·马丁公司的押注可能并非完全冒险：霍金斯表示，根据为太空开发并应用于地球的技术，阿波罗任务为行业合作伙伴带来了高达 700% 的投资回报。其中包括人工心脏泵和消防服中使用的一些阻燃材料。
这一次，可转化的创新可能与自动驾驶和用户人体工程学有关。自动驾驶技术将使探测车能够侦察潜在的着陆点、预先部署货物并收集样本，为载人任务做准备或增强载人任务。设计一个车辆舱室，以更好地容纳身穿宇航服的乘客和机组人员，也将至关重要。这两个领域的改进可能会以更先进的自动驾驶汽车或为行动不便的用户提供增强功能的车辆的形式，推广到地球上的消费产品中。例如，通用汽车-洛克希德·马丁公司的探测车拥有更宽敞、更适合宇航员的内部空间，其中扶手有助于移动，并且优先考虑适合戴手套操作的按钮和开关，而不是触摸板。
但这种定制方法只是解决太空问题的一种方案。包括奈尔斯和埃尔曼在内的其他研究人员认为，存在一种设计潜力，即简单地使用现有消费级电动汽车的底盘，然后对其进行改造，以适应外星操作的需要。他们都为去年 3 月举行的关于彻底改变火星表面通道的研讨会做出了贡献，该研讨会在本月发布的 凯克空间研究所报告中得到了体现。该报告的附录以一个案例研究结束，研究了改造现成的商用电动汽车以适应火星的成本和流程。
埃尔曼说，从理论上讲，如果足够多的部件保持不变，那么改造现有车辆的成本将远低于从头开始设计车辆的成本，埃尔曼是该研讨会的联合负责人。
商用电动汽车除了电池和在低温下运行的能力外，还具有更多适合火星的特性。根据该报告，尽管地球和火星上的大气压存在差异，但汽车的密封和加压部件可能不会受到影响。此外，商用车辆在市场上销售之前已经过多年的压力测试，而专为太空定制的探测车则不然。
不过，埃尔曼表示，这个想法仍然只是一种思想实验。然而，该报告的现成方法代表了一种跳出固有思维模式的思考方式，这种思考方式可能会加速人类前往火星的进程。
她说：“对于即将开展的科学研究，人们非常兴奋。”“将任务视为一次性任务是不合适的，而是应该将其视为对美国在月球和火星上建立存在（包括机器人和未来的人员）的真正承诺。”