在加利福尼亚州南部荒凉的科罗拉多沙漠,一辆名为 ERNEST 的紧凑型四轮巡视器原型车,最近完成了一项引人注目的测试:在工程师团队极少干预的情况下,自主行驶了约 26 公里。这项测试由 NASA 喷气推进实验室主导,旨在为未来可能开展的月球和火星远距离巡视任务打磨关键技术。

ERNEST 全称“极端倾斜地形导航探索巡视器”,长约 1.2 米。与传统火星车不同,它的每个网状车轮都能独立抬起以跨越障碍,并且具备更强的独立决策能力。JPL 首席技术专家 Issa Nesnas 表示,此次测试有助于优化移动硬件和自主软件,以应对月球表面预期会遇到的极端距离、多样地形和复杂光照条件。

测试在 2026 年 3 月进行,为期七天,工程师们特意在黄昏、黎明和夜间部署巡视器,以模拟月球极区因低角度光照产生的长阴影环境。在累计 37 小时的行驶时间里,ERNEST 的最高速度达到了约 0.96 公里/小时,这比目前 NASA 在火星上的 “毅力号”“好奇号” 的导航速度高出一个数量级。

ERNEST 的核心创新之一是其主动悬挂系统。自 “旅居者号” 以来,NASA 的火星车一直沿用被动式摇臂转向架悬挂系统,该系统虽可靠但能力有限。ERNEST 则通过前部的两个动力关节和万向节,实现了多种步态,如蠕动、轮式行走和攀爬障碍,甚至能像螃蟹一样横向移动。它还能在主动悬挂和更节能的被动悬挂模式之间切换。

项目负责人 Hari Nayar 解释说,团队最初的目标是设计一种相对简单、低成本的巡视器,以超越已成功运用 30 年的摇臂转向架系统。在确定最终设计前,团队制造了两台更小的原型,在装满模拟月壤的拖车里对不同坡度和 11 种主动悬挂配置进行了数月的测试。

硬件在 2024 年 9 月完成后,巡视器仍需人工遥控。为了让巡视器具备自主思考能力,团队采用了强化学习技术。JPL 的动力学与实时仿真实验室创建了一个高保真虚拟测试环境,利用工程师记录的真实硬件对各种地形的反应数据,在计算集群上并行运行数千小时的模拟训练。经过数月的虚拟训练,巡视器学会了如何自主判断并越过那些会让被动悬挂巡视器停滞不前的地形特征。

JPL 行星科学家 James Keane 形象地比喻说:“有了这种车,你可以在月球或火星上来一场科学公路旅行。” 这项技术不仅着眼于月球,其成果也可能为未来前往火星上此前无法抵达区域的探测任务提供设计参考。