月球车是一种靠电池提供能源的短途月面交通工具，又称月面车，它是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆，在实验室里的学名是“月面巡视探测器”，分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车。各种类型的月球车都具备前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转（在跌倒后能自行翻转）等基本功能，甚至具有一定的初级人工智能特征，如识别、爬越或绕过障碍物等。

1970年11月，苏联发射的无人驾驶的“月球车”1号成功降落在月球上，成为世界上第一个月球车，1971年7月，美国阿波罗15”号宇航员戴维斯-R-斯科特和詹姆斯-B-欧文进行了人类首次有人驾驶的月球车行驶。

2013年11月26日，中国首辆月球车—嫦娥三号巡视器全球征名活动结束，月球车命名“玉兔”。2013年12月15日4时35分，嫦娥三号探测器着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。2018年8月15日，探月与航天工程中心启动“嫦娥四号探测器月球车全球征名活动”，根据网络投票结果，评委会最终确认“玉兔二号”这一名称。2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的西奥多·冯·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次月背软着陆。嫦娥四号着陆器与巡视器已于1月3日夜里顺利分离，玉兔二号巡视器驶抵月球表面。2019年12月20日，“玉兔二号”月球车成为世界上月面工作时间最长的月球车。

从1970年9月到1976年8月，前苏联的月球16号、20号、24号先后3次成功在月面软着陆，利用探测器一根长臂上的钻头钻进月壤中抽样，然后把月壤放进返回舱中，将土壤样本送回地球。1970年11月，前苏联发射的无人驾驶月球车1号成功降落在月球上，成为世界上第一台月球车，这台无人驾驶的月球车是由前苏联发射的月球17号探测器送上月球的。它可以在地面上通过驾驶员的遥控在月面上行驶，并可以利用放射性同位素热源提供的热量安全度过寒冷的月夜，在技术上其实更为先进。虽然它的设计寿命只有3个月，但月球车1号携带的摄像头、X射线谱仪等设备在近1年的工作中积累了丰富的数据，行驶了10.54公里。它所携带的激光发射器，至今仍在被地面的天文台利用来进行精确的地月激光测距。此后在1973年1月由月球21号承载的月球车2号任务中，质量增加到840公斤，行驶速度提高了2倍，在近4个月的任务中行驶了超过37公里，在月面上的行驶里程记录一直未被打破。

1971年7月31日，美国“阿波罗15”号宇航员戴维斯-R-斯科特和詹姆斯-B-欧文进行了人类首次月球车行驶。斯科特和欧文驾驭着四轮月球车，在月球表面那些崎岖不平的地形中，他们穿越了数公里的陨石坑和砾石。他们不仅成为了在月球上行走的第七位和第八位人类，还首次在月球上驾车行驶。

2008年6月，美国航空航天局在华盛顿哥伦比亚特区摩塞斯莱克(MosesLake)沙漠地区对最新月球车“战车”(Chariot)进行测试。为了尽快重返月球，美国宇航局推出了首辆月球车样品，名为“战车”(Chariot)。

1995年，国家高技术研究发展计划航天领域专家委员会针对“我国开展月球探测的必要性和可行性研究”课题展开论证工作，阐明了中国探月的任务目标。2000年8月，中国科学院星评审通过“月球探测卫星科学目标及载荷”，正式确定探月工程一期的科学目标。

2001年12月，国防科工委委托“两弹一星”元勋、航天专家孙家栋院士组织中国科学院、总装备部、中国航天科工集团有限公司以及相关高校的专家，正式开始进行“月球探测一期工程综合立项论证”。2004年1月，经国务院批准，我国月球探测一期工程--绕月探测工程正式立项，进入工程研制阶段，计划在2007年实施我国第一次月球探测卫星的发射任务。

2005年3月15日，“嫦娥工程”月球应用科学首席科学家欧阳自远对媒体披露，航天部门已经出台了“嫦娥工程”用月球车的技术参数和需要完成的科研任务，全国公开竞争，择优选用。此前，至少有7家高校和科研单位公开报道在从事月球车的研制，它们是哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、清华大学、中国科学技术大学、中国航天科技集团第五研究院第502研究所、上海交通大学和国防科技大学。而航天部门掌握的数据还要远远超出这个规模，他们拥有不低于40辆国产月球车模型的资料。

2007年10月24日，嫦娥一号发射，实现绕月探测目标。探月工程二期的核心任务是月面软着陆和无人巡视勘察。2010年10月1日，嫦娥二号卫星作为先导智能星发射入轨，开展多项技术验证和拓展试验。2013年11月26日，中国首辆月球车—嫦娥三号巡视器全球征名活动结束，月球车命名“玉兔”。2013年12月2日，嫦娥三号探测器发射，于12月14日落月并开展月面巡视勘察，取得多项工程和科学成果。

2013年12月14日，嫦娥三号探测器成功落月，中国成为世界上第三个有能力独立自主实施月球软着陆的国家。12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。

2018年8月15日，探月与航天工程中心启动“嫦娥四号探测器月球车全球征名活动”，根据网络投票结果，评委会最终确认“玉兔二号”这一名称。嫦娥四号落月当天，国家航天局公布征名活动结果：巡视器被命名为“玉兔二号”。“玉兔”是一辆六轮全驱的月球车，由9个分系统组成，具有小型化、低耗能、高集成等特点。“玉兔”是个高智能机器人，其综合电子分系统相当于人的“大脑”，GNC系统相当于是“五官”，热控起到调节“体温”的作用，机械臂是“胳膊”，轮子是“脚”，结构与机构是“骨骼”。

嫦娥四号探测器着巡组合体于2018年12月8日2时23分，由长征三号乙遥三十火箭在西昌卫星发射中心成功发射。在经历约110小时的地月转移飞行和一次轨道修正后，于12月12日16时45分完成近月制动，进入环月低轨道。

2019年1月3日10时26分，在位于 Von Kármán撞击坑的预选区域（177.6°E、45.5°S），嫦娥四号成功实施软着陆。当日22时22分完成两器分离，巡视器开始月面科学探测活动。自2019年1月3日玉兔二号踏上月面，至2022年12月28日已在月面工作1461个世界地球日，经历50个月昼月夜。玉兔二号在月背累计行驶1455.2米。两器对外发布各级科学数据超过940.1GB。

2019年5月16日凌晨，《自然》期刊在线发表中国科学院国家天文台李春来团队科研成果：他们利用玉兔二号的可见光和近红外光谱仪探测数据，证明嫦娥四号探测器落区月壤中存在月球深部物质——以橄榄石和低钙辉石为主。这是嫦娥四号着陆月背后首次发表重要科学成果。

2020年8月26日，国家航天局探月与航天工程中心发布消息：通过巡视器的原位探测，科研人员直接测得月球深部物质组成，揭示出月球背面，特别是南极艾特肯盆地复杂的撞击历史。为构建更完善、成熟的月壤的形成与演化模型提供关键支持，也为后续的月球南极洲着陆和巡视探测选址等工作提供数据参考。

2021年1月，中国科学院紫金山天文台吴昭团队发表研究成果：玉兔二号搭载的可见光近红外光谱仪（VNIS）除了分析矿物成分，还可用于研究月面热辐射特性。其中，中红外谱段对水、OH、有机质、矿物存在判断性光谱特征，是探测地外生命要素的关键谱段。2021年12月3日，中国科学院国家空间科学中心发布消息：通过研究玉兔二号对新鲜撞击坑物质的光谱分析结果，研究人员发现富含挥发分的碳质小行星可能仍在为月球提供水源，该类型小行星还可能是目前地月系常见的撞击体类型。

2022年9月22日，中国科学院国家空间科学中心发布消息：通过分析玉兔二号搭载的中性原子探测仪数据，研究人员定性给出微磁层形成与离子惯性长度的关系：离子惯性长度越小，越有利于微磁层形成，遮挡效率也越高。

日本宇宙航空研究开发机构和丰田汽车2019年7月16日公布了有关合作研发载人增压月球车的3年计划，目标是2029年发射这种载人增压月球车。丰田公司从当年7月1日起，专门成立了一个“月面探查车开发”科室。

2008年10月22日升空的“月船一号”，标志着印度也身了“探月俱乐部”。该探测器除了对月球地质结构和矿物资源进行调查，还携带了一个月球撞击探测装置。探测器进入月球轨道后，该装置以每秒75米的速度弹出，撞向月球，并不断拍摄月面，为印度后续选择月球车着陆位置积累资料。不过“月船一号”并未按计划完成为期两年的任务，而在2009年失联。“月船2号”任务最初规划由印俄两国共同研制与实施，印度负责研制月球轨道器、月球车，俄罗斯负责开发月球着陆器和发射系统。原计划发射时间为2013年，因俄罗斯无法如期研发出着陆器，导致任务推迟到2016年。最终因俄罗斯Fobos-Grunt火星探测任务发射失败，连锁效应导致印俄合作中止。2015年，印度决定通过自主研发开展“月船2号”探月任务，后续技术开发不断受阻，致使发射时间一再推迟。最近一次任务推迟发生在2019年7月15日，当天的发射倒计时进行到距点火起飞还有56分钟时，因发现火箭技术问题而再次推迟，直至7月22日成功实施发射。印度“月船2号”于2019年7月22日发射升空，它重达3850千克，包括轨道器、着陆器和月球车3个模块，携带了10多个各类研究装置。

2019年9月6日，印度“维克拉姆”着陆器试图在月球南极洲附近软着陆时，在距月球表面仅2.1公里的时候失联，引发了人们对它可能在月球上坠毁的担忧。“维克拉姆”着陆器是印度第一个月球着陆器，其上还携带有印度的第一辆月球漫游车“普拉吉安”。

2023年8月23日，印度月船3号探测器成功软着陆在月球南纬69.37度、东经32.35度的南极附近区域，使印度成为“月球着陆俱乐部”第四个成员。8月24日，印度月球探测器“月船3号”在月球南极着陆后，其部署的Pragyan月球车开启月球漫步。月球车顺利驶上月面，并且成功驶过了前方的一个小陨石坑，没有卡壳。

无人驾驶月球车由轮式底盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电，这类月球车的行驶是靠地面遥控指令。1970年11月17日，苏联成功发射了“月球17号”探测器，将世界上第一辆无人驾驶的月球车——“月球车1号”送上了月球。这辆月球车的重量达到了1.8吨，在月面上行驶了10.5千米，并考察了8万平方米的月面。随后，苏联送上月球的“月球车2号”行驶了37千米，并向地球发回了88幅月面全景图。

有人驾驶月球车是一种由航天员在月面上驾驶和行走的车辆，旨在扩大航天员的活动范围，减少体力消耗，并方便采集存储岩石和土壤标本。这种月球车的每个轮子都由一台发动机驱动，依靠蓄电池提供动力。航天员通过操纵手柄来控制月球车的行驶，可以实现向前、向后、转弯和爬坡等操作。1971年9月30日，美国“阿波罗15号”宇宙飞船成功登陆月球，两名航天员驾驶月球车行驶了27.9千米。随后，阿波罗16号和17号携带的月球车分别在月面上行驶了27千米和35千米。这些月球车还利用安装的彩色摄像机和传输设备，实时向地球传输了航天员在月面上的活动场景以及离开月球返回环月轨道时登月舱上升级发动机喷气的景象。

月球车不管采用轮式还是腿式，都基本具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转（跌倒后能翻身）等基本功能，甚至具有初级人工智能（例如，识别、爬越或绕过障碍物等）。这些都与现代机器人所具有的功能相似，从某种意义上说，月球车属于机器人技术。

月球车是一种在太空特殊环境下执行探测任务的机器人——太空机器人，既有机器人的属性，更具有航天器的特点，不同于地面使用的工业机器人、医学机器人和家用机器人。月球车是一个可移动的平台，因为需要携带探测仪器或挖掘采样器等，它要有有效载荷功能。这些月球车通常作为月球轨道器的有效载荷，轨道器又作为运载火箭的有效载荷安装在火箭顶端直径狭小的整流罩里，所以月球车应制成可折叠式，以尽可能缩小发射体积，以及保证设备和装置必须小型化、轻型化。月球车在月球上难以获取电能，通常只用太阳能电池发电，其面积和质量与功耗大小成正比；若换用一次性电池，质量与使用时间成正比，为了减轻质量，也必须降低功耗。因此，月球车的设计必须充分采用微电子器件、微型机械和轻型材料，技术上也要求在开发应用微机电系统（mems）上有所突破。

太空中环境特殊，包括力学环境和空间环境大有不同，月球车想要正常运行就必须适应这些环境。力学环境指月球车在发射上升过程中运载火箭产生的冲击、振动、过载和噪声；以及在月面降落过程中制动火箭产生的冲击、过载和可能用气囊缓冲着陆产生的多次弹跳、翻滚。月球车必须经得起这些“摔、打、滚、爬”等折腾。

月球车还需要拍摄月面高分辨率图像；勘查月球的物质成分和资源；研究月球的地形、地质和形态特征以及表面的辐射和环境；分析月面土壤的化学成分和物理力学性质；考察和收集月面的岩石样品等。

由于月球的重力是地球的1/6，因此质量为50千克的物体在地球上所受重力约为500牛，而在月球上所受重力约为80牛。这种差异会导致月球表面的土壤相对较松软，从而对月球车的行进效率产生负面影响。在月球表面行驶时，月球车的速度可能会降低，同时对地面的压力也可能会减小，从而导致车轮更容易陷入土壤中。因此，在设计和运行月球车时，需要考虑这些因素，以确保其能够在月球表面高效地行驶和运作。

月球表面凹凸不平，遍布大大小小的石块、坡道那只陨石坑。在这种情况下，月球车的轮子需要能够克服各种障碍，避免行驶过程中打滑和侧翻，必须能够正常前进、后退、转弯和爬坡。

在一个自转周期内，月球表面的温度变化可以达到310℃。这种剧烈的温度变化会导致橡胶迅速老化。因此，月球车的轮胎需要使用特殊材料来克服这种温差。月球车上的机构及其他活动部件，例如月球车从发射时的折叠状态展开成型，车轮及其驱动、转向机构，天线的展开及指向机构、采掘机械臂等，在高真空条件下收藏、压紧100多小时后，应保证不会“焊住”或卡死，能顺利展开和活动。

月球车是一个智能机器人，需要具备在各种环境中的独立处理能力。由于距离太远，无法通过遥控的方式处理反馈信息。为了获取周围环境、自身姿态和位置等信息，月球车需要配置若干个传感器。在获取这些信息后，月球车通过地面或车内装置生成三维地形图，进而规划到达目标点的路径，并通过导航控制月球车到达目的地。

月球的自转导致其表面的昼夜变化。月球上一天的时间长度大约是地球上的27天略多。因此，月球的昼夜间隔大约相当于地球上的14天。这意味着，登上月球后的月球车最多可以连续工作14天，然后由于无法利用光能发电，将进入休眠状态。14天后，月球车将自动醒来。

作为航天器的月球车，在技术上，月球车要能适应月球辐射强、低重力、路况复杂、温差很大等不利条件，可前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转，并具有自主工作能力（具有初级人工智能，例如识别、爬越或绕过障碍物等）。月球车可拍摄月面高分辨率图像；勘查月球的物质成分和资源；研究月球的地形、地质和形态特征以及表面的辐射和环境；分析月面土壤的化学成分和物理力学性质；考察和收集月面的岩石样品等。

在月球车硬件产品研制出来后，必须对实物产品进行性能试验和环境模拟试验，要在模拟月面尽可能真实的环境条件（高真空、高低温、太阳光照、宇宙辐射、低重力和月球表面地形地貌等）下，进行程序操作和运动特性等试验，不能单纯相信计算机仿真的结果，必要时需创造条件进行飞行演示试验。试验条件越逼真越好。

首先应了解地月和月面空间辐射的类型、能量和强度。对月球车上使用的电子部件，特别是对辐射尤为敏感的高集成度微电子器件，应采取相应的抗辐射加固措施。

月球表面重力只有地球表面重力的1/6。某些在地面上能正常完成的机械运动，特别是依靠机构自身重力完成的动作，在低重力的月球表面是否仍能正常动作，也还是待解之谜。

月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至－180℃，温差超过300℃，尤其是月面上的昼、夜分别长达约350h。这种严酷条件是过去环地运行航天器所未曾遇到过的，如何保证月球车在长时间极端温度条件下正常工作，是月球车也是月球探测工程需要解决的关键技术。

月球机器人可以采用腿式、轮式和履带式，但轮式机器人具有运动速度较快并且效率最高的优点。已经发射的5辆月球车都采用轮式，因为这种设计具有最快的运动速度和最高的效率。然而，轮式的越野性能不太强，适应能力也最差。另一方面，腿式的月球机器人具有最强的适应能力，但其效率最低。然而，采用了6轮摇臂-转向架式悬挂系统底盘结构后，轮式月球车的越野能力得到了显著增强，能与腿式月球机器人相媲美。

此外，一些国家正在研制轮-腿式月球车，这种设计结合了腿式的地形适应能力和轮式高速高效的优点。轮-腿式月球车的作业范围大，同时具有优越的越障避障能力，对复杂月球表面环境适应性强。然而，这种结构的缺点是控制复杂。

未来的月球车将朝更长的工作时间、更远的行驶距离、更复杂的适应环境等方向发展。它们将具有重量和尺寸最小化、有效利用和传输能源、更强的机动能力、更高的航天员安全性、更广的应用范围和更低的成本等特点。为此，模块化设计和国际合作是必要的。

第十一届重庆高交会暨第七届国际中国人民解放军建军90周年主题展览会于2014年4月10日上午在重庆国际会展中心开幕。一辆看着有点像敞篷越野的酷车出现在高交会深空探测中心展区。这就是首次公开亮相的我国载人月球车，它由27所985重点高校组成的教育部深空探测联合研究中心共同研发，重庆大学承担了主要的研发工作。