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2019.03.23
豐田要去月球

3月16日、17日,《THE PAGE》刊登了汽車評論家池田直渡的《寺師副社長采訪錄》,該內(nèi)容將在《豐田時報》上連載5天。

豐田汽車公司即將開始對月球表面的探測項目,副社長寺師茂樹先生借用豐田章男社長的話說,這一挑戰(zhàn)是在月球上實現(xiàn)地球汽車技術(shù)“現(xiàn)實與虛擬的融合”。豐田經(jīng)常被指出在電動汽車方面發(fā)展遲緩,豐田的技術(shù)高層領(lǐng)導(dǎo)將如何考慮電動化作為世界汽車發(fā)展潮流的新時代戰(zhàn)略?汽車評論家池田直渡為此做了深入采訪。此為5篇連載的第一篇。

豐田與JAXA共同進行月球表面探測任務(wù)。

3月12日,宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)與豐田汽車公司宣布,他們將開始商討在國際宇宙探測任務(wù)方面的合作。由豐田提供技術(shù)的人類首個加壓式月面探測車 ROVER 將在月球上行駛10000km以上,并對5個區(qū)域進行調(diào)查。

該宇宙探測任務(wù)是以擴大人類活動領(lǐng)域、創(chuàng)造知識財富為宗旨的國際性協(xié)作和生產(chǎn)科研相結(jié)合的項目。

登月分為3個部分:
1.從地球到靠近月球的載人空間站(Gateway)
2.從Gateway到月球表面
3.能在月球表面移動的基地車(ROVER)

ROVER是通過AI(人工智能)無人駕駛在調(diào)查點之間進行移動,宇航員根據(jù)調(diào)查、實驗和車輛維護的需要,乘坐航天器來往于Gateway與ROVER之間。

關(guān)于這項國際宇宙探測任務(wù),記者池田直渡對豐田技術(shù)部門負(fù)責(zé)人寺師茂樹副社長進行了采訪。

實時自動生成地圖的同時依靠AI移動

寺師副社長說:挑戰(zhàn)宇宙“也許是工程師最大的夢想”(攝影:志和浩司)

寺師:
之所以考慮這件事,是因為大家說到Land Cruiser、Hilux等車輛在世界各地的嚴(yán)酷條件下,無論去往哪里,都一定會安全返回,而且豐田車的耐久性、可靠性和行駛性能都深受好評。再加上,執(zhí)行月球表面任務(wù)所需要的CASE(Connected:互聯(lián) ,Autonomous:自動駕駛,Shared/Service:共享/服務(wù),Electric:電動化的縮寫字母,是對今后汽車技術(shù)的總稱)評價。我想“共享”這一項應(yīng)該是沒有的,最重要的是要解決動力方面的技術(shù)和自動駕駛問題。在月球上只能是一邊通過AI判斷路面情況一邊自動駕駛。因為不可能讓地圖廠商來制作地圖,所以要實時自動生成地圖,同時靠AI行駛。

池田:
那是發(fā)送一次數(shù)據(jù)呢,還是靠車載計算機工作?

寺師:
一部分需要發(fā)送,但數(shù)據(jù)送回地球,然后再向月球發(fā)出指示,會因為時間差而來不及,所以基本上還是需要現(xiàn)場自行判斷行駛。

池田:
這還是要看CASE的實力是吧?

寺師:
是啊。電動化、互聯(lián)技術(shù)、使用AI的自動駕駛技術(shù)都非常重要,這正是我們至今為止在做的Mobility,即傳統(tǒng)汽車技術(shù)中的可靠性和今后要與CASE這一重要的新技術(shù)高度融合。借用豐田章男社長的一句話來說就是:“現(xiàn)實與虛擬的融合”。這回不僅要在地球上,還要在月球上實現(xiàn)。

用載人·無人火箭從地球發(fā)射上去的宇航員和物資,經(jīng)由Gateway后降落到月球表面。宇航員只是在需要的時候才降落到月球車的附近,所以月球車的長距離移動是靠自身的AI進行自動駕駛的。(據(jù)JAXA資料)

池田:
此項計劃打算什么時候?qū)嵤┠兀?br/>
寺師:
2029年。10年后大家一起降落到月球表面上。因為無法預(yù)先演習(xí),所以必須盡早決定ROVER這種“車輛”的基本規(guī)格和怎樣具體實現(xiàn)。為此,必須在對月球環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上加以周密設(shè)想。這項工作不僅限于JAXA和豐田,其他人的合作也是不可缺少的。雖然豐田有汽車技術(shù)這一基礎(chǔ),但所需技術(shù)相當(dāng)多,希望全日本的眾多企業(yè)都能參與進來,大家共同先把能想到的所需技術(shù)全都篩選出來。

池田:
參與企業(yè)的名單已經(jīng)定下來了嗎?

寺師:
還沒有,需要哪些技術(shù)都是從現(xiàn)在開始研究。JAXA一直都在做各種航天技術(shù)工作,但在月面上行走還是第一次。到時會發(fā)生什么呢?必須和各類專家一起研究,集思廣益。比如說,橡膠輪胎不能在月球表面行駛。

池田:
我稍微調(diào)查了一下,過去只有過三次載人登月,那是阿波羅計劃中的第15、16、17次。最后一次已經(jīng)是47年前了。在最近的2013年,中國的“玉兔號”登月了,但未載人。因此意味著日本將僅次于美國成為第2個載人登月的國家,并且即使是無人登月,日本也將成為繼美國、前蘇聯(lián)和中國之后的第四個國家,那也是非常光榮的??!而且用加壓式車輛,能在車內(nèi)脫去宇航服,這完全是第一次。

寺師:
是的,真令人興奮??!

池田:
是使用燃料電池吧?

寺師:
實際上,早在阿波羅計劃時就開始使用氫燃料電池了。不僅是ROVER很多其他動力源都將是氫。因此在采用CASE新技術(shù)的同時,也必須使傳統(tǒng)培育出的技術(shù)更加成熟,所以能源將使用氫燃料。我們今后的目標(biāo)是在月球上創(chuàng)造氫能源社會。

池田:
那么能否這樣理解:JAXA選擇豐田的理由是因為豐田的可靠性和目前為止取得的成就,例如有Lander
Cruiser等優(yōu)秀車輛,而豐田決定參與,是因為豐田擁有燃料電池這一核心技術(shù),是這樣嗎?

挑戰(zhàn)月球表面,是我們挑戰(zhàn)五大洲行動的延伸,是在更遠的前方

豐田與宇宙聯(lián)系起來的契機是2012年航天飛機奮進號的陸地運輸。當(dāng)時由于橋梁強度問題而不能使用重型機械進行牽引作業(yè),因而使用豐田敞篷運貨卡車?坦途代行牽引作業(yè)。

寺師:
還有一點值得一提,豐田自2014年開始挑戰(zhàn)“穿越五大洲”的行動。該活動是從澳大利亞開始,今年是最后一站亞洲,2020年回到日本結(jié)束。真的是實地跑遍五大洲!為什么要做那樣的事?是為了返回“道路鍛煉人,得到鍛煉的人來制造汽車”這一原點。為了做到無論多么艱難的道路,最后都能平安返回,都需要哪些技術(shù)呢?以往的汽車技術(shù)是必要的,也需加入新的CASE技術(shù)。將先進的技術(shù)放到各種嚴(yán)酷的條件中,通過以往的汽車制造方式恐怕難以成功。因此我們要實地演練,并開發(fā)出能實際解決問題的技術(shù),新開發(fā)出的技術(shù)再被應(yīng)用到我們平時的汽車制造中來,如此循環(huán)漸進。其實不嘗試一下是不知道會有多少回報的,而今對月球表面的挑戰(zhàn)正是我們當(dāng)初挑戰(zhàn)五大洲行動的延伸,是在更遠的前方。五大洲的環(huán)境條件可能與月球相差巨大,因此我們更要不畏艱苦,挑戰(zhàn)更高層次的技術(shù),希望應(yīng)用到我們汽車制造上。

池田:
那么對于豐田來說,挑戰(zhàn)月球正是作為現(xiàn)在豐田想鉆研的方向,是極富有魅力的事業(yè)嗎?

寺師:
的確是這樣的。

外部尺寸為6.0米×5.2米×3.8米,內(nèi)部空間為13平方米,可供2名宇航員使用

池田:
月面車輛要決定各項參數(shù),事先肯定會調(diào)查需要哪些功能,那么現(xiàn)在所知道的月面探查車必須具備哪些功能呢?

寺師:
車輛尺寸大約是兩臺小型巴士那么大,因為根據(jù)任務(wù)的不同,宇航員需要經(jīng)常在月面調(diào)查并返回,所以不能像一般野營車那樣狹小,而要有足夠的空間能在里面生活,大概是4個半榻榻米的樣子吧。

池田:
您是說宇航員的生活空間確保是大約4塊半榻榻米的空間,除此之外都是器材空間?

寺師:
其他都是器材,充一次氫最好能跑1000公里。月球上既沒有氧氣,也必須帶著氫氣,穿著宇航服做更換作業(yè)恐怕很困難,因此需要氧罐和氫罐。當(dāng)然會帶備用品,若能跑1000公里的話,就不會浪費太多時間。

池田:
從這張設(shè)想圖上看,ROVER上還有太陽能面板,不是一直使用它,而是例如在停車時作為輔助電源之類的嗎?

寺師:
這得先說說所謂電動汽車。我們不認(rèn)為EV和FCEV是截然不同的東西。電動機、電池和動力控制元件三者具備就是電動車。FCEV和EV都同樣具備這些,只是裝了很多電池,預(yù)先把能量積蓄在電池里行駛的汽車是EV,而車輛自身通過氫和氧的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電,并將剩余的電蓄積到電池里行駛的汽車是FCEV。除了從插座上充電和車輛自己發(fā)電的不同以外,它們完全一樣。例如現(xiàn)在開發(fā)中的全固體電池如果性能更好些,裝上去更加小巧緊湊,再加上燃料電池FC來發(fā)電的話,就可以根據(jù)情況切換成高效率模式。月球的晝夜周期是14天,白天可用太陽能面板充電來生活。而在漫長黑夜則可靠氫能源生活,是這樣的組合。

池田:
您所說的意思是,只能是限定尺寸的電池才能裝載嗎?

寺師:
怎么樣使用最終取決于電池性能,看充一次電能維持多久。也要看使用氫效率高,還是電池效率高,隨著今后技術(shù)的進化,這種平衡也在變化,而且有時有太陽,有時又沒有,所以最好兩者兼?zhèn)洹Qb載很多電池會很重,但是月球重力只是地球的六分之一,所以我想問題應(yīng)該不是很大。

池田:
但是重量對發(fā)射成本的影響也是很大的啊。

寺師:
對對,還有發(fā)射問題,那方面的平衡今后也得重視,一定要極力輕量化。還有一個好的事情是,用氫行駛的話能產(chǎn)生出水!
池田:
哦,在月亮上那可是非常寶貴的??!

寺師:
是啊,粗算一下,行駛5公里左右就產(chǎn)生1升水,所以在一定程度上的生活用水就能自理。

池田:
雖然要帶水箱,但可以少量攜帶了是嗎?

寺師:
是啊。自給率是多少尚無定論,不過自給程度應(yīng)該頗為可觀。

我感覺月亮上更適合于氫能源社會

既能使用太陽能面板進行充電,又能使用氫能源燃料電池,自動判斷效率高低而切換用電。

池田:
綜上所述,燃料電池的特性是極為適合于宇宙的,對嗎?

寺師:
是的。在很早以前的阿波羅計劃中就使用了燃料電池。還有,不問問輝夜姬(日本童話人物)就不會知道月亮上是否真的有水,如果有也可能是冰。要是真有水,就能用太陽能的電力對它進行電解,分解為氫和氧,就能在月球上實現(xiàn)氫能源社會。用陽光發(fā)電并儲存于電池中,充滿電后,剩余電力可用來將水電解,然后將產(chǎn)出的氫作為能源儲存起來,我感覺在月亮上更適合于氫能源社會。

池田:
一開始肯定要盡量多帶氫罐和氧罐,但如果以后能在月亮上自給自足,也許就不必帶了吧?

寺師:
恩,那算是現(xiàn)在的預(yù)想吧。

池田:
這樣想的話,感覺燃料電池的未來很厲害呀!關(guān)于其他所需性能,剛才您提到了自動駕駛,另外還有溫度問題吧?基于整體假想,請您講講月球車輛與地球車輛相比有哪些大的差別呢?

寺師:
必須考慮到高、低溫的劇烈反差,以地球車輛的耐熱特性是不行的。冷卻與加溫方面需要考慮到各種技術(shù)。
還有一點就是不知道月球地面到底是怎樣的,看上去似乎平坦的地方,也許會非常軟,有時可能又非常堅硬。我們平時正常行駛不會想到會翻車什么的,但到了月亮上不知會發(fā)生什么,也許需要車輛翻滾后靠自己能起來的裝置,或者是按下按鈕就能讓它起來的裝置。

池田:
又不能呼叫日本汽車聯(lián)盟?。ㄐΓ?。

寺師:
是?。ㄐΓ?。不過,若無人駕駛,那里沒人會幫你把車扶起來,所以應(yīng)該會需要靠自身起來的功能。

池田:
在重力只有地球六分之一的地方,汽車的運動特性會變成怎樣,誰都沒有經(jīng)歷過。

寺師:
是的。也許能在模擬裝置中體驗。還有車速不會那么快,我想應(yīng)該不需要高速駕駛什么的。

池田:
不過,如果質(zhì)量不變而重量只有地球的1/6,車輛在側(cè)翻時的軸心與重心高度之間的關(guān)系,可能與我們平時在地球所想象的不一樣。

寺師:
是啊。在惡劣地面行走時重心低些比較穩(wěn)定,所以先要考慮在哪里配置什么裝備。但這需要先把行駛條件和環(huán)境條件全都設(shè)定好,否則無法決定配置的整體設(shè)計。在最初階段需要絞盡腦汁思考月球表面的駕駛條件,這是當(dāng)前的首要之事。

池田:
是啊。若在月球嚴(yán)酷條件下的挑戰(zhàn)不能和在地球上如何擴大電動化社會的問題關(guān)聯(lián)起來,恐怕也無益于人類。

豐田的月球挑戰(zhàn)將會給汽車制造帶來怎樣的進步呢?關(guān)于探索電動化未來的話題請看下一集。

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