机器人先遣队开启月球地下探索：欧洲团队验证太空基地建设新路径

三台协作机器人在西班牙兰萨罗特岛的火山洞穴中成功完成了一项前瞻性任务，为人类在月球地下建立安全基地铺平道路。这项由马拉加大学、德国人工智能研究中心等欧洲机构联合开展的开创性研究，首次验证了利用多机器人系统自主探索月球熔岩管的技术可行性，为解决深空探索中的辐射防护难题提供了革命性解决方案。

极端环境下的生存挑战

月球表面的严酷环境构成了人类长期驻留的核心障碍。由于缺乏大气层和磁场保护，月球表面持续承受着强烈的太阳辐射和宇宙射线轰击，温度变化极端剧烈——阳光照射下可达121摄氏度的高温，阴影区域则降至零下146摄氏度的严寒。在永久阴影笼罩的极地地区，温度更是骤降至零下240摄氏度。此外，持续不断的微陨石撞击和月尘暴进一步加剧了表面环境的恶劣程度。

传统的月球基地建设方案主要依赖地表构筑物，需要厚重的辐射屏蔽层和复杂的温控系统，不仅建设成本高昂，维护难度也极大。科学家们将目光转向了月球地下的天然庇护所——古代火山活动留下的熔岩管道系统。

轨道观测数据显示，月球表面存在大量天窗、坍塌的管顶和蜿蜒的沟壑结构，暗示着地下广泛分布着熔岩管网络。这些天然地下空间不仅能够提供理想的辐射防护，还能维持相对稳定的温度环境，被认为是未来月球基地的理想选址。然而，仅凭卫星图像无法确定哪些熔岩管结构完整且适合居住，必须通过机器人实地探测来获取详细信息。

该任务概念于2023年2月在兰萨罗特岛的实地试验中成功验证，参与试验的有德国人工智能研究中心（DFKI）的SherpaTT（左）和Coyote III（中）火星探测车，以及Space Applications Services NV/SA公司的LUVMI-X火星探测车（右）。图片来源：DFKI

国际空间机构近年来加大了对月球熔岩管探索的投入。2024年到2025年期间，科学团队运用人工智能技术对激光雷达、合成孔径雷达等遥感数据进行分析，成功识别并确认了月球表面多个地下熔岩管道入口。中国的嫦娥八号任务也将测试利用3D打印技术制造"月壤砖"，并携带全新的模块作业机器人进行相关实验。

四阶段协作探索方案

欧洲研究团队设计的创新探测方案包含四个精密协调的阶段，充分发挥了异构机器人系统的协作优势。该方案发表在权威期刊《科学机器人学》上，代表了当前行星表面机器人技术的最高水平。

第一阶段涉及对熔岩管入口周围区域进行协作测绘。德国人工智能研究中心的SherpaTT机器人和比利时空间应用服务公司的LUVMI-X探测器协同工作，利用先进的传感器阵列生成详细的数字高程模型，精确描绘入口地形特征和地质结构。

第二阶段部署带有高速摄像机的传感器有效载荷立方体，通过弹射方式将其投入洞穴内部收集初始数据。这种创新的探测方式能够在不派遣机器人深入的情况下，快速获取洞穴内部的基本信息，为后续探索提供关键参考。

第三阶段让Coyote III侦察车通过绳降技术进入洞穴，这一过程需要精确的控制和导航能力。机器人必须在崎岖不平的地形中安全着陆，并建立与地面控制中心的通信链路。

第四阶段进行洞穴内部的全面探索和详细3D测绘。Coyote III在洞穴中穿行，利用激光雷达和立体视觉系统收集点云数据，构建洞穴内部的精确三维模型，评估其作为未来基地的适用性。

兰萨罗特实地验证成功

参与此项目的马拉加大学空间机器人实验室的一个科研团队在西班牙兰萨罗特岛（一座火山岛）上测试并验证了三台机器人。图片来源：德国人工智能研究中心（DFKI）。

2023年2月，欧洲研究团队选择兰萨罗特岛作为测试地点进行了全面实地验证。兰萨罗特岛是西班牙加那利群岛的火山岛屿，其地质环境与月球表面具有高度相似性，被广泛用于太空探索技术的地面测试。

实地测试结果超出预期。SherpaTT和LUVMI-X机器人成功完成了洞口地图绘制，生成的数字高程模型精度达到厘米级。传感器有效载荷立方体的部署测试模拟了月球重力环境下的自由落体运动，成功在洞穴内收集到高质量的3D重建数据。

Coyote III探测车的表现尤为突出，它成功下降到洞穴深处，在复杂的岩石地形中灵活穿行，同时持续收集点云和其他三维数据。机器人的自主导航系统展现出强大的适应能力，能够实时规划路径并避开障碍物。

尽管天气条件和后勤限制使团队无法进行更多轮次的重复测试，但现有结果充分证明了整体任务概念在技术上的可行性。研究团队确认，协调配合的异构机器人系统能够有效探索和绘制熔岩管结构，为未来的月球任务奠定了坚实基础。

技术突破与未来前景

图片来源：德国人工智能研究中心

这项研究的成功验证标志着行星表面机器人技术的重大突破。多机器人协作系统不仅提高了探测效率，还增强了任务的可靠性和安全性。当单个机器人遇到故障或困难时，其他机器人可以继续执行任务或提供支援。

自主导航技术是这一系统的核心优势。在月球环境中，地面控制与机器人之间存在数秒的通信延迟，机器人必须具备高度的自主决策能力。研究团队开发的算法能够让机器人实时处理传感器数据，自主规划探索路径，并在遇到意外情况时做出适当响应。

三维建模技术的精度达到了前所未有的水平。通过融合多种传感器数据，机器人能够生成洞穴内部的详细模型，包括通道尺寸、天花板高度、地面平整度等关键信息。这些数据将为基地设计和施工提供重要参考。

北京大学等中国科研机构也在相关领域取得重要进展，他们开发的节点式地震仪和柔性多形态机器人为熔岩管探索提供了新的技术手段。华中科技大学丁烈云团队正在研发的"月蜘蛛"机器人，将专门用于月球基地的建造工作。

随着技术的不断完善，机器人探索熔岩管的能力将进一步提升。未来的机器人系统可能具备更强的环境适应能力、更高的探测精度和更长的工作寿命。这些技术进步将为人类在月球建立永久性基地创造必要条件。

美国阿尔忒弥斯计划和中国载人月球探索计划都将熔岩管基地列为重要研究方向。随着各国深空探索项目的推进，机器人先遣队探索月球地下的任务模式有望在本十年内得到实际应用，为人类重返月球并建立可持续驻留基地铺平道路。