月球車的速度為什么這么慢？

最近，沈騰的《獨(dú)行月球》火了以后，這個(gè)問(wèn)題似乎是有點(diǎn)意思了。
一、月球車真的很慢嗎？
沈騰的月球車速度是這樣的：

雖然月球重力只有地球的六分之一，但是要飛出這個(gè)效果來(lái)，沒(méi)個(gè)120km/h的速度恐怕是不行。
而在人類歷史上真正登月的月球車，譬如美國(guó)阿波羅用的登月車，是這個(gè)樣子的。

我們中國(guó)的玉兔無(wú)人登月車，是這個(gè)樣子的。

玉兔二號(hào)，速度是每小時(shí)200米，比人走的慢多了。
相比之下，美國(guó)當(dāng)年造的月球車還有點(diǎn)像車，時(shí)速能達(dá)到每小時(shí)17公里。
但是，最快的月球車，也遠(yuǎn)不能和普通的汽車比速度。電影里的月球車所以跑得快，是因?yàn)樗恰翱苹谩彪娪埃鎸?shí)的月球車就是速度很慢。

二、月球車速度為什么慢？
地球車和月球車雖然都叫車，但是設(shè)計(jì)取向是完全不同的，它們的工作環(huán)境差異太大。
1.能量來(lái)源不同，對(duì)動(dòng)力的設(shè)計(jì)要求不同。
對(duì)地球上的汽車來(lái)說(shuō)，如果是燃油車，到處都有加油站。如果電動(dòng)車，有大功率的快充樁，30分鐘充到80%大有車在。而且汽車的油箱很大，電動(dòng)車的電池很多。
所以，地球上的汽車，可以設(shè)計(jì)出很大的功率來(lái)。讓汽車跑得很快，同時(shí)兼顧乘客的舒適、安全。
在燃油車上，人類設(shè)計(jì)出往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)出多個(gè)氣缸工作，曲軸帶動(dòng)，設(shè)計(jì)出渦輪增壓，設(shè)計(jì)出燃油直噴，不斷提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，減少燃油消耗，提升熱效率。

在電動(dòng)車上，人類不斷研究能量密度，功率密度更高，更安全的電池來(lái)提供充沛的能量。人類也在研發(fā)效率更高的電機(jī)，提高電機(jī)的功率重量比，讓更少的電跑更多的路。
而在月球車的設(shè)計(jì)上，地球車上面的設(shè)計(jì)就要通通顛覆了。
月球上沒(méi)有加油站。所以阿波羅計(jì)劃時(shí)候的月球車，完全依賴車上的銀鋅電池（那個(gè)年代還沒(méi)有今天的鋰電池），跑完了就用完了。
而月球車是要用火箭發(fā)上去的，每一克都價(jià)值千金。
所以，當(dāng)年的月球車被設(shè)計(jì)成只有不到200公斤，這個(gè)重量還要帶很多設(shè)備，電池能量就很有限了。電機(jī)也只有1馬力。能跑到17km/h已經(jīng)不容易了。

而到了玉兔，因?yàn)槭菬o(wú)人車，根本就不趕時(shí)間，所以玉兔的能量來(lái)自于車身上攜帶的太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能這點(diǎn)能量要開(kāi)車是很難的。即使車上還有儲(chǔ)能電池，也無(wú)法做太大。

所以，玉兔干脆就不要速度，要持續(xù)性，休眠一段，蘇醒一段，只要不壞，就能一直跑下去。

2.路面環(huán)境不同，輪胎要求不同
月球車與地球車的輪胎，共同的性能要求都是節(jié)省能耗。而異同點(diǎn)則更多：
首先，在地球上，大家開(kāi)車基本在鋪裝路面上，高等級(jí)的路面上，能安全的跑出高速度，月球尚無(wú)這樣的道路條件。
其次，真實(shí)的月球車行駛里程很難達(dá)到《獨(dú)行月球》里的兩萬(wàn)公里，而地球上乘用車的輪胎設(shè)計(jì)壽命往往在5年左右、至少10萬(wàn)公里以上，對(duì)耐磨耐用的要求更高。
另外，不同于輕盈的月球車，乘用車的整備質(zhì)量突破1.5噸比較常見(jiàn)，而一些電動(dòng)SUV更是超過(guò)了2噸，對(duì)輪胎載荷能力的要求也比較高。

為了滿足這些需求，地球上乘用車的輪胎研發(fā)，也是絞盡腦汁，甚至加了buff。
譬如為了靜音。大多數(shù)品牌往往會(huì)用軟一點(diǎn)的胎面配方，放棄耐磨換取靜音。
而少數(shù)品牌，譬如雷神輪胎，則使用了全新的TORDNER Silentium?技術(shù)，這是繼胎面配方優(yōu)化、花紋優(yōu)化之后，提升輪胎靜音性能的第3條路徑。其原理是給輪胎里面加上一層厚厚的高分子復(fù)合材料——聚氨酯靜音棉，用來(lái)阻隔噪音。巧合的是，這種聚氨酯合成材料，有著隔熱、隔音、抑震等特性，恰恰也用在飛航領(lǐng)域，譬如飛機(jī)的座椅，也會(huì)采用這種材質(zhì)。
為輪胎加上隔音棉，看似容易，實(shí)則困難。因?yàn)檩喬ヒ媾R的是長(zhǎng)達(dá)5年左右的設(shè)計(jì)壽命，以及動(dòng)輒零下的外部氣溫和最高110°C以上的輪胎工作溫度。這層高分子復(fù)合材料要始終附著在輪胎上，必須用到特制的粘合劑，其始終需要保持類似口香糖那種，粘而不脫的狀態(tài)。

得益于這一層靜音技術(shù)的buff，雷神輪胎的其他性能指標(biāo)不用為靜音這一點(diǎn)讓路，擁有了更強(qiáng)的綜合性能。
通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬設(shè)計(jì)出5頻花紋塊設(shè)計(jì)，一方面繼續(xù)降噪，這種設(shè)計(jì)能夠打破單一的噪音頻率，做到“主動(dòng)降噪”；另一方面則是降低滾動(dòng)阻力，相比其他產(chǎn)品，在同樣能耗情況下，跑得更遠(yuǎn)。
值得一提的還有兩方面性能：
其DOT標(biāo)準(zhǔn)耐磨指數(shù)達(dá)到了520，意味著繞月球跑20圈，都不在話下，而目前市面上諸多外資大牌的靜音輪胎產(chǎn)品，耐磨指數(shù)只有400以內(nèi)。
雷神輪胎全系大部分產(chǎn)品的載荷能力，都突破了2500kg，意味著可以在地球上承載諸如蔚來(lái)ES8、特斯拉Model X這種電動(dòng)巨無(wú)霸，而在月球上，理論上來(lái)說(shuō)雷神輪胎可以輕松承載這款拖頭：

當(dāng)然，阻礙月球車用上加了buff的地球車輪胎，主要還是外部環(huán)境問(wèn)題。
在月球，不僅坑洼不平，還有大大小小的隕石坑。月球重力只有地球的六分之一，一旦顛簸，就飛起來(lái)了。同時(shí)，月球表面高溫從零下180度到到零上127度，溫度條件極其惡劣。所以，地球上的汽車輪胎，到了月球上會(huì)立即完蛋。

因此，早期的月球車的輪胎是鍍鋅的手工編織鋼絲網(wǎng)輪胎，內(nèi)部有特殊的充氣橡膠作為內(nèi)胎。這種輪胎既可以提升抓地力，解決六分之一重力下行駛的問(wèn)題，又不容易附著月球灰塵。

玉兔二號(hào)用的是鋁制輪胎，道理和當(dāng)年美國(guó)人月球車異曲同工。
但你讓這種輪胎，飆上120公里時(shí)速，那基本是不可能了。
所以，月球車跑不快，首先是能源不夠，動(dòng)力不行。其次是輪胎不匹配，月球車為了抓地力、穩(wěn)定性、和通過(guò)性，根本就跑不快。
而最新的中國(guó)載人月球車模型展示的輪胎，跟地球車輪胎造型無(wú)限接近，看看相關(guān)人員的回答，就更有意思了：

三、未來(lái)能在月球上極品飛車嗎？
像電影里面的月球飆車看起來(lái)很酷炫。其實(shí)背后是需要大量未來(lái)科技的，我用《獨(dú)行月球》的科幻思路展開(kāi)，至少有3重困難：
首先，得把能量來(lái)源解決了。
太陽(yáng)能源源不斷，你還要有儲(chǔ)存的電池啊。在零下180度到零上127度能正常工作的大容量電池得能造出來(lái)才行。
有這個(gè)電池，加上大功率電機(jī)能有動(dòng)力來(lái)源了。
其次，得把輪胎問(wèn)題解決了。
還是在零下180度到零上127度，能在月球坑坑洼洼都是隕石坑，月球塵土的表面飆車的輪胎，目前好像還沒(méi)有。普通橡膠肯定不行。金屬材料跑高速度，能不能把月球車顛散了架都難說(shuō)。
可能需要新材料，才能在月球的惡劣環(huán)境下飆出高速。
第三，得有錢。
一輛能高速飆車的月球車，即使有黑科技解決了動(dòng)力和輪胎，重量也一定不會(huì)輕。而發(fā)射一克是一克的錢。你造一個(gè)三噸的月球車。發(fā)射到月球，這個(gè)成本非常高。

更何況，我們需要在月球上造出平整的路面。
當(dāng)然，夢(mèng)想總是有的。