“我们设计的这款机器人，不仅可以通过通用操作手臂灵活作业，还具备以往月球探测任务中从未有过的无线充电功能。”提起“月面多功能操作机器人暨移动充电站”项目，香港太空机械人与能源中心联合主任于宏宇教授眼中满是对科研突破的炽热期待。
2025年4月24日，国家航天局正式发布探月工程四期嫦娥八号任务合作项目遴选结果，其中包括香港科研团队牵头开展的“月面多功能操作机器人暨移动充电站”项目。
“那一刻整个团队非常振奋。”谈及当时的情景，于宏宇说，“香港科研力量能够深度参与国家探月工程，是激励我们不断突破技术边界的强大动力。”
挑战月球极端环境
这个重约100公斤的多功能操作机器人，几乎占了嫦娥八号合作载荷总重量的一半。作为项目负责人，于宏宇直言：“在地球上造百公斤机器人并非难事，但要让它在月球‘上岗’，每一步都像在闯关。”
第一个挑战就是月球南极的极端温差。月夜最长持续21天，温度可低至零下230摄氏度。由于缺乏大气层保温，昼夜温差超过200摄氏度。
“零下230摄氏度是什么概念？液氮才零下196摄氏度。”于宏宇说，这意味着机器人的所有材料和零件都得能在这“超低温冰箱”里存活。为此，团队设计出“休眠+保温”策略，采用耐超低温材料并集成智能热控系统：月夜时让机器人“睡觉”，用加热装置维持在零下50摄氏度左右；月昼时再“自主唤醒”工作。
光照问题同样棘手。因缺少大气折射，太阳光线分布不均，亮处刺眼、暗处漆黑。团队给机器人装上“智能眼睛”——视觉增强系统，让机器人在明暗交错中也能“看”清路况。
“轻量化是设计的核心约束。”于宏宇说，受限于火箭运载能力及空间资源，每克重量都需精打细算。为此，团队将机器人设计为可展开的多任务平台，既满足结构强度要求，又能由嫦娥八号着陆器携运并在月面自主展开。
纵使挑战重重，于宏宇仍信心满满。“我们基本上看不到不可逾越的障碍。”他说，国家20多年来嫦娥探月积累的丰富经验，就是团队不可或缺的资源。“从零件选材到热控设计，内地专家都给予我们大力支持。”
当高校科研遇上航天工程
回忆项目起步阶段，于宏宇坦率地讲，香港高校科研思维与航天工程思维相遇时也曾“水土不服”。
香港参与国家航天任务由来已久，但此次项目是香港首次作为总体责任单位，主导深空探测系统级载荷研制。项目由香港科技大学牵头，联合香港理工大学、香港大学、香港中文大学及香港城市大学，携手上海航天技术研究院、大连理工大学及深圳大学等内地机构，以及南非国家航天局，构建起跨区域、跨学科的科研协作网络。
“高校教授习惯说‘这个理论可行’，也就是习惯先验证技术概念，再逐步完善细节。”于宏宇说，但航天系统要求从设计阶段就锁定每一个零件的溯源。
于是，团队引入了国家航天项目质量管理体系。横向设立方案设计、初样验证、正样产品等时间线的严格阶段划分和任务清单，纵向按机器人9大分系统拆解任务，从而建立从零件到整机的全流程质量追溯体系。
“尽管在技术和管理层面常有激烈讨论，但大家都以任务成功为导向，这种碰撞反而推动了创新与共识的达成。”于宏宇说。
南非科研机构在太阳光谱测量技术上拥有独特优势，于宏宇说，香港作为“超级联系人”的优势显现出来：既深度融合内地的技术积淀、产业实力与人才储备，又依托国际化城市的开放特质，具备畅通的跨文化协作能力。
走进实验室，记者看到工程师们在反复探讨机器人柔性夹爪的设计和优化。项目总体设计师方惠廷看来，这正是航天精神在科研一线的生动写照：“航空航天任务必须把问题在发射前全部解决，不允许有遗留问题。”
在国家平台上逐梦的香港青年科研力量
在实验室里，“月面多功能操作机器人”的模拟动画循环闪烁。画面中，机器人扬起如帆的太阳能电池翼，在形似帆船的平台作业。“这个设计不仅为适应月球南极光照，更寓意‘背靠祖国、扬帆起航’。”于宏宇说。
这支团队里，70%的骨干力量是青年科研人员。他们将系统工程、可靠性分析等专业知识融入实践，在导航控制、热管理等关键环节勇挑重担。“儿时仰望星空的憧憬，如今成了参与国家探月工程的实践，这种成就感无可替代。”方惠廷道出了大家的心声。
跨学科协作的氛围，让年轻科研人员迅速蜕变。方惠廷说，航天项目涉及热管理、电子学、材料学等多领域协作，团队规模大，所有人都专注攻克技术难题，不计个人得失。
成长的背后，也有香港特区政府的托举。特区政府通过“InnoHK创新香港研发平台”，成立了香港太空机械人与能源中心，推动嫦娥八号合作项目落地。
嫦娥八号计划于2029年前后发射，香港实验室里的工作节奏愈发紧凑。夜幕降临，实验室的灯光依然明亮，图纸上的修改标记与电脑屏幕的代码荧光交相辉映。
“我们满怀期待，也深感责任重大，必将全力以赴，不负使命。”于宏宇说。
（据新华社香港电 黄茜恬）
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