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日本JAXA月球長期停留計畫:從地球操控在月球的機械設備建基地

鹿島建設與日本宇宙航空研究開發機構(JAXA),在 5 月 18 日以網路記者會的形式報告了今年 3 月在相距超過 1000 公里進行遠距操控與自動控制建設機械的施工實驗,以高度精準完成施工。雙方正以在月球表面利用無人方式建設人類可活動的據點為目標,今後將規劃更遠在海外進行的實驗。

這次在 3 月進行的實驗以公用電話線路連結 JAXA 相模原校區(神奈川縣)與超過 1 千公里外鹿島建設實際施工的 JAXA 種子島宇宙中心(鹿兒島縣)新設道路工程現場。在有限的流量下相模原的操控台遠距操控無人駕駛的震動壓路機,一面閃避模擬月球表面的障礙物,引導壓路機約 30 公尺抵達工程現場。

位於JAXA相模原校區的操控台(圖/鹿島建設)

接著到達工程區域利用鹿島建設開發的自動化施工系統「A4CSEL®(quad accel)」,將震動壓路機切換成自動駕駛進行約 400 平方公尺的路面輾壓作業。此次實驗確認了對應通訊延遲的操作支援,對應地形變化的行動判斷,協調複數機械的運作以及從遠距操控順暢切換成自動駕駛等項目。所有的操作都在模擬地球與月球通訊時的時間延遲,讓系統讀取人工製造的 3~8 秒時間延遲的狀況下進行。

切換成自動駕駛後震動壓路機會依規劃好的路線移動(圖/鹿島建設)

鹿島建設與 JAXA 自 2016 年起,一同進行目標在月球表面以無人方式建設人類活動據點的「遠距操作與自動控制的協調實現遠距施工系統」共同研究。

要一次運送大量的人到月球或火星是相當困難的,為了建設未來可以長期停留的人類活動據點,原則上將會是以無人的方式施工。在無人的情況下施工,從地球發送的指示會產生數秒單位的延遲,於是從操作的效率性以及處理問題發生的必要性觀點來說,會要求在有時間延遲的情況下也不會讓作業停止的技術。

在月球上的施工基地建設模擬圖(圖/鹿島建設)

這項研究是 JAXA 的月球表面基地計畫的其中一環,計畫主要分為 3 個任務:

  1. 製作月球地圖,透過月球人造衛星輝夜姬號觀測結果製作成地圖,確認安全的降落地點與探索的重點地。
  2. 登陸在精確位置,預計在 2022 年以小型月球登陸探查機 SLIM (Smart Lander for Investigating Moon)精確的著陸在指定位置。
  3. 尋找水,在 2023 年之後,使用探測車(rover)在可能存在冰的地方尋找調查月球是否能取得水資源,有水就能產生氫與氧,那麼就可以在當地取得能源補給與並提供人類呼吸用。這次的實驗就會是後面要建設製造氫與氧的工廠的部分。
JAXA的月球表面基地計畫

參考新聞連結:
2021/05/20 日刊工業 1000km先から建機遠隔操作を実現。鹿島とJAXAが無人による月面拠点建設へ一歩
2021/05/18 JAXA 月面での建設機械の遠隔操作・自動運転を目指した遠隔施工実験の実施について
2021/05/18 読売 1千キロ離れた重機を遠隔操作、整地に成功…月面基地建設へ実証実験
2021/05/18 産経 遠隔操作で月面に構築物 鹿島とJAXAが国内施設で実験