团队在模拟月面调试样机机械臂。西北工业大学供图
从嫦娥奔月的浪漫幻想，到嫦娥六号任务月背采样返回的现实壮举，中国人对月球的追逐探索从未停歇。在我国推进探月工程四期、迈向月球科研站建设的背景下，一支来自西北工业大学（以下简称“西工大”）的00后大学生团队，以青春智慧和过硬技术，提出月球跳跃探测方案。
“从第一次看到火箭升空，我就梦想着能加入太空探索的伟大事业，将中国人的足迹和智慧印在广袤的月球上。”项目负责人、西工大航空宇航科学与技术专业学生欧阳辰昊说。在西工大“总师育人文化”和浓厚的三航（航空、航天、航海）底蕴熏陶下，欧阳辰昊周围聚集起一支对空天科技与月球探索兴趣浓厚的队伍。
团队成员来自机械、自动化等不同专业，却因共同的飞天揽月之梦紧密凝聚。当了解到中国探月工程的下一步，是要在地形复杂的月球南极建立科研站，欧阳辰昊和团队敏锐地意识到，传统的月球车无法满足当下的探测需求——“松软的月壤、非结构化的地形、遍布的陨石坑和碎石，将极大制约探测效率与选址自由度。”欧阳辰昊解释。
展开剩余70%考虑到月球重力仅为地球的六分之一，一个大胆的构想在他们心中萌发：能否跳出传统思维，赋予探测器“飞跃”能力？
团队成员与子母式异构探测集群样机合影。受访团队供图
“跳跃”一词看似简单，实现起来却困难重重：采用什么样的驱动方式？如何保证探测器在着陆时不会因冲击而损坏？如何在极端温差环境下，保持驱动系统的可靠性？每一个问题都需要团队反复论证和实验。
团队成员扎根实验室，在无数次失败与重来中不断前行。他们反复钻研，凭着一股不服输的韧劲儿，攻克了从结构设计到控制算法的道道难关。历经上百次迭代优化，解决了从“跳不起”到“跳不稳”“跳不高”的问题，终于成功研制出能在模拟月面环境下连续稳定跳跃、跨越复杂地形障碍的新型探测器。
他们从猎豹弹跳、尺蠖爬行等自然运动中汲取灵感，在刚性主梁两侧部署气动软体驱动器，设计了一种刚柔耦合的气动爬/跳软体机器人——这样的构造，采用双稳态设计，刚柔耦合的结构可以爆发式发力，实现跳跃。
“在月球的低重力环境下，跳跃能力赋予了其强大的越障能力。”欧阳辰昊介绍，通过驱动不同的软体执行器，无须结构变化便可实现爬、跳运动切换，不再需要复杂的电机、减速器。“这样极致简单的运动机构，显著提升了系统的可靠性。”
传统的电机在真空中散热困难，容易“发烧”罢工。这群年轻人将压缩气体作为动力源，有效规避了传统驱动方式的“发热罢工”风险。
模拟月面上的气动爬/跳软体机器人。受访团队供图
“我们的方案，不仅是单个探测器的创新，还提出了一套子母式异构集群，最大程度发挥出探测器的性能。”团队成员张延自豪地告诉记者：这一方案，由一台大型“母车”和多个“子体”——气动软体机器人构成。母车是移动基地和指挥中心，负责能源补给、数据中继和子体的长距离投送与回收；子体机器人则如尖兵一般，深入复杂地带执行勘探任务。这种“大小结合，远近协同”的设计理念，不仅提高了探测效率，也为未来月球科研站的建设和运营提供了新的可能。
选择创新就是选择挑战，经历了从理论设计到样机制作的反复试验，团队成员发现：实验室的成功只是起点，真正的考验还在应用。
“我们的征途是星辰大海，月球是通往深空的第一步。”欧阳辰昊说。这支来自西工大航天学院的学生科研团队，在郑子轩、宁昕、岳晓奎老师的指导下，获得陕西省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖的佳绩。
未来，团队将继续深耕深空探测领域，一步一个脚印，努力将奇思妙想淬炼为工程可行的“硬核”科技。
中青报·中青网记者 孙海华
来源：中国青年报
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