在加利福尼亞州南部荒涼的科羅拉多沙漠,一輛名為 ERNEST 的緊湊型四輪巡視器原型車,最近完成了一項引人注目的測試:在工程師團隊極少干預的情況下,自主行駛了約 26 公里。這項測試由 NASA 噴氣推進實驗室主導,旨在為未來可能開展的月球和火星遠距離巡視任務打磨關鍵技術。

ERNEST 全稱“極端傾斜地形導航探索巡視器”,長約 1.2 米。與傳統火星車不同,它的每個網狀車輪都能獨立抬起以跨越障礙,並且具備更強的獨立決策能力。JPL 首席技術專家 Issa Nesnas 表示,此次測試有助於優化移動硬件和自主軟件,以應對月球表面預期會遇到的極端距離、多樣地形和複雜光照條件。

測試在 2026 年 3 月進行,為期七天,工程師們特意在黃昏、黎明和夜間部署巡視器,以模擬月球極區因低角度光照產生的長陰影環境。在累計 37 小時的行駛時間裡,ERNEST 的最高速度達到了約 0.96 公里/小時,這比目前 NASA 在火星上的 “毅力號”“好奇號” 的導航速度高出一個數量級。

ERNEST 的核心創新之一是其主動懸掛系統。自 “旅居者號” 以來,NASA 的火星車一直沿用被動式搖臂轉向架懸掛系統,該系統雖可靠但能力有限。ERNEST 則通過前部的兩個動力關節和萬向節,實現了多種步態,如蠕動、輪式行走和攀爬障礙,甚至能像螃蟹一樣橫向移動。它還能在主動懸掛和更節能的被動懸掛模式之間切換。

項目負責人 Hari Nayar 解釋說,團隊最初的目標是設計一種相對簡單、低成本的巡視器,以超越已成功運用 30 年的搖臂轉向架系統。在確定最終設計前,團隊製造了兩臺更小的原型,在裝滿模擬月壤的拖車裡對不同坡度和 11 種主動懸掛配置進行了數月的測試。

硬件在 2024 年 9 月完成後,巡視器仍需人工遙控。為了讓巡視器具備自主思考能力,團隊採用了強化學習技術。JPL 的動力學與實時仿真實驗室創建了一個高保真虛擬測試環境,利用工程師記錄的真實硬件對各種地形的反應數據,在計算集群上並行運行數千小時的模擬訓練。經過數月的虛擬訓練,巡視器學會了如何自主判斷並越過那些會讓被動懸掛巡視器停滯不前的地形特徵。

JPL 行星科學家 James Keane 形象地比喻說:“有了這種車,你可以在月球或火星上來一場科學公路旅行。” 這項技術不僅著眼於月球,其成果也可能為未來前往火星上此前無法抵達區域的探測任務提供設計參考。