在 NASA 阿波羅計劃月球探測的眾多“首次”中，一個經常被忽視的成就是阿波羅任務包括了人類首次——也是迄今為止唯一一次——在另一個世界駕駛。與當今具有環保意識的碳中和交通市場遙相呼應，阿波羅的電池供電月球車也是全電動的。宇航員大衛·斯科特是阿波羅 15 號任務期間第一個在月球上駕駛月球車的人，他評論道，“月球車”堪稱“最佳設計”。宇航員在阿波羅 16 號和 17 號任務中也使用了它們。在這些任務中，這些車輛平均行駛了略多於 30 公里的月球地形，最高速度達到每小時 18 公里。這些車輛被認為是消耗品：每輛車僅執行數小時，然後在任務結束時被丟棄在月球上。
快進到今天，NASA 再次將宇航員送上月球：該航天機構的 阿耳忒彌斯 III 號任務計劃最早在 2025 年 將一組宇航員運送到月球南極附近。但這一次，類似阿波羅的月球車將不足以滿足需求。NASA 的計劃要求阿耳忒彌斯號的首批登月宇航員花費一週時間探索著陸點周圍的區域，該區域旨在成為未來月球探測的基地營地。對於此類高耐力操作，也需要一款合適的高耐力車輛。去年 8 月，NASA 在一段影片中宣佈徵詢關於新型月球地形車的資訊時也表達了這一觀點。“這不是你祖父的月球車，”影片中用黑色和粉色粗體字寫道，“但它可能是你孫女的”——暗示了阿耳忒彌斯 III 號將首位女性送上月球的目標。
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重要的是，月球地形車只是支援阿耳忒彌斯號宇航員的車隊成員之一。揮發物調查極地探測車 (VIPER) 是另一輛月球探測車，它不會載人，而是會在月球南極周圍無人駕駛漫遊 100 天，尋找水冰。該機構還在考慮第三種車輛——一種加壓的“可居住移動平臺”，可以運送宇航員長達 45 天。
根據 NASA 的要求，載人月球地形車的設計壽命應至少為 十年。它將支援一系列為期一到兩週的任務，甚至可以在人類訪問期間自主探索月球表面。此外，其設計將為後續幾代地表車輛設定標準，以支援未來人類登陸火星的假想。
為了應對這些挑戰，各航天機構正在借鑑商業汽車製造商的豐富經驗，從頭開始設計耐用型探測車。至少已經湧現出兩個合作伙伴關係，競相爭奪 NASA 的下一代月球地形車：通用汽車與洛克希德·馬丁公司之間的合作於去年 5 月宣佈。諾斯羅普·格魯曼公司、AVL 公司、Intuitive Machines 公司、Lunar Outpost 公司和米其林公司之間的另一項合作於去年 11 月啟動。行星科學家甚至開始跳出月球的範疇進行思考：最近，凱克空間研究所舉辦了一次研討會，召集了機構、學術界和工業界的研究人員，共同考慮更大膽的火星表面構想，例如改造商用電動汽車以供太空使用。
在太平洋彼岸，日本也在進行類似的程序。日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 已與日產和豐田合作開展兩個不同的月球駕駛專案。12 月，日產釋出了一款無人月球探測車原型，該原型車採用了前置和後置電機，以應對崎嶇地形。與此同時，豐田正在設計一款載人加壓月球巡洋艦，該巡洋艦由氫燃料電池驅動，並且表面上將發揮與 NASA 可居住移動平臺相同的作用。豐田官員於 1 月宣佈，在巡洋艦部署到月球后，該公司將致力於對其進行改造，以便在火星上使用。
“我們正在趨同於行星和商用車輛的共同點，即我們正在利用相同的技術來操作這些車輛，使其能夠自主駕駛並避開障礙物，”NASA 約翰遜航天中心的行星科學家保羅·奈爾斯說。“當然，自動化會有所幫助，而這種[合作]將真正產生協同效應。”
“外星”意味著“格外困難”
月球和火星為可重複使用的探測車帶來了一系列重疊的困難。第一步僅僅是到達那裡：儘管 SpaceX 希望大幅降低使用星艦的發射成本，但該公司正在開發據稱完全可重複使用的重型火箭，將汽車大小的東西送入太空仍然是一項巨大的投資。（不過，SpaceX 已經做到過，並且異想天開地暗示了未來可能將 特斯拉 Cybertruck 送往火星的初步計劃。）
一旦被放置在任何一個天體上，車輛就必須應對非凡的極端溫度。奈爾斯說，火星接收到的太陽輻射量僅為地球的一半左右，而且這顆紅色星球的大氣層過於稀薄，無法保持太多熱量。
“在珠穆朗瑪峰頂上最糟糕的一天，就像你在火星上最溫暖的一天，”他說。“雖然地表上的岩石實際上可以變得相當溫暖，幾乎達到零攝氏度，但空氣卻非常寒冷。”
月球上的情況更加極端。月球的自轉速度比地球慢，導致一個月球日持續 約 29.5 個地球日。這意味著多用途車輛必須在長達數週的月球夜間生存——這一壯舉在 2014 年使中國的玉兔號月球車脫軌。溫度可能達到月球白天炙熱的 127 攝氏度，而在月球夜晚則驟降至 –173 攝氏度。此外，月球缺乏熱量分佈大氣層意味著陰影區域會變得極其寒冷，即使在漫長的月球白天也是如此。為了讓探測車能夠經受住這些極端條件，它必須以某種方式儲存能量並在整個月球夜晚保持熱量，而無法獲得太陽能——但它還必須避免在長時間暴露在強烈的陽光下時過熱。
洛克希德·馬丁公司月球探測部門的戰略和業務主管德里克·霍金斯說：“能夠度過[月球]夜晚絕對至關重要，否則你只是在發射一次性探測車。”
車輛必須克服的另一個太空障礙是輻射。地球的大氣層和磁場充當屏障，抵禦太陽和宇宙射線噴射出的高能粒子，這些粒子都會使材料退化並損壞精密的電子裝置。但月球和火星都沒有類似的保護。通用汽車公司全球工業設計產品和體驗總監傑夫·尼爾德說，旨在在那裡執行多年的地表探測車必須包括抗輻射電子裝置，並在不可避免的零部件故障事件中提供更大的冗餘。
最後，月球和火星的引力場比地球弱得多，這可能會微妙地影響車輛的執行。較小的重力實際上可能有助於電動車輛攜帶宇航員等重物，並且比地球上功率相同的類似汽車行駛得更遠。但加州理工學院的行星科學家貝瑟尼·埃爾曼說，月球或火星上探測車的校準和懸架需要針對改變後的重心進行調整。
解決方案：從頭開始還是開箱即用？
為 NASA 設計月球車的兩個合作伙伴關係並沒有因這些挑戰而氣餒，它們甚至在不確定能否與該機構簽訂合同的情況下開發出了原型車。NASA 已多次徵詢關於月球地形車的資訊，但尚未釋出正式的提案徵集書，這將標誌著其有能力支付費用。
尼爾德說：“從未有過完全由行業主導開發的人類航天系統飛行或搭載美國宇航員”，他還補充說，最近完成的商業載人計劃獲得了 7% 的行業資金，NASA 承擔了剩餘 93% 的 數十億美元的費用。
不過，通用汽車和洛克希德·馬丁公司的押注可能並非完全冒險：霍金斯表示，根據為太空開發並應用於地球的技術，阿波羅任務為行業合作伙伴帶來了高達 700% 的投資回報。其中包括人工心臟泵和消防服中使用的一些阻燃材料。
這一次，可轉化的創新可能與自動駕駛和使用者人體工程學有關。自動駕駛技術將使探測車能夠偵察潛在的著陸點、預先部署貨物並收集樣本，為載人任務做準備或增強載人任務。設計一個車輛艙室，以更好地容納身穿宇航服的乘客和機組人員，也將至關重要。這兩個領域的改進可能會以更先進的自動駕駛汽車或為行動不便的使用者提供增強功能的車輛的形式，推廣到地球上的消費產品中。例如，通用汽車-洛克希德·馬丁公司的探測車擁有更寬敞、更適合宇航員的內部空間，其中扶手有助於移動，並且優先考慮適合戴手套操作的按鈕和開關，而不是觸控板。
但這種定製方法只是解決太空問題的一種方案。包括奈爾斯和埃爾曼在內的其他研究人員認為，存在一種設計潛力，即簡單地使用現有消費級電動汽車的底盤，然後對其進行改造，以適應外星操作的需要。他們都為去年 3 月舉行的關於徹底改變火星表面通道的研討會做出了貢獻，該研討會在本月釋出的 凱克空間研究所報告中得到了體現。該報告的附錄以一個案例研究結束，研究了改造現成的商用電動汽車以適應火星的成本和流程。
埃爾曼說，從理論上講，如果足夠多的部件保持不變，那麼改造現有車輛的成本將遠低於從頭開始設計車輛的成本，埃爾曼是該研討會的聯合負責人。
商用電動汽車除了電池和在低溫下執行的能力外，還具有更多適合火星的特性。根據該報告，儘管地球和火星上的大氣壓存在差異，但汽車的密封和加壓部件可能不會受到影響。此外，商用車輛在市場上銷售之前已經過多年的壓力測試，而專為太空定製的探測車則不然。
不過，埃爾曼表示，這個想法仍然只是一種思想實驗。然而，該報告的現成方法代表了一種跳出固有思維模式的思考方式，這種思考方式可能會加速人類前往火星的程序。
她說：“對於即將開展的科學研究，人們非常興奮。”“將任務視為一次性任務是不合適的，而是應該將其視為對美國在月球和火星上建立存在（包括機器人和未來的人員）的真正承諾。”