專家講述“玉兔號”月球車的星際傳奇(組圖)

2013年12月04日13:35 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信字號：T|T

關鍵詞：玉兔號月球車月球環境密封機構,月球赤道星際傳奇空間探測探月工程

“玉兔號”如何克服月球上超過攝氏300度的溫差挑戰？

“古人把月亮稱為廣寒宮，一點都不假。月面夜間最低溫度可以降至攝氏零下180度，電子設備根本無法工作?！敝袊皆鹿こ谈笨傊笓]、探月與航天工程中心主任李本正說，“更要命的是，月球上的一晚上相當于地球上的14天，可謂‘長夜漫漫真難熬’！”

更糟糕的是，由于月球上的一天約相當于地球上的28天，其中約14天會被太陽連續暴曬，月球車面臨散熱難題；接下來的約14天又是連續月夜，在攝氏零下100多度的環境里，大部分電子設備無法工作，只能“冬眠”，還需要專門設備保持月球車的內部溫度，防止設備被凍壞。要讓探測器同時適應這兩種極端溫度，難度非常大。而且一旦夜晝交替，探測器還要從“冬眠”狀態中被“喚醒”，如何保證系統正常啟動也是道難題。

“玉兔號”月球車身披“黃金甲”，目的不是為了好看，而是為了反射月球白晝的強光，降低晝夜溫差，同時阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射，從而支持和保護月球車上的紅外成像光譜儀、激光點陣器等10多套科學探測儀器。

按照科研人員的精心設計，“玉兔號”與人類的作息制度一樣，也是日出而作、日落而息，白天還要午休，只不過它每天的工作時間相當于地球上的14天，然后又會一覺睡14天。

漫漫長夜之后，“玉兔號”怎么才能立刻點火工作呢？它需要一床御寒的“被子”和一個叫它起床工作的“鬧鐘”。承擔這兩項功能的是它的供電系統——太陽翼。據“嫦娥三號”探測器副總設計師賈陽介紹，晚上，“玉兔號”的桅桿會收起來，太陽翼也會扣上，“這個過程中相當于把巡視器（月球車）散熱的途徑隔絕掉了。然后，當陽光逐漸從東邊起來，到達5度的高度時，巡視器就被喚醒了，進入到第二天白天的正常工作?！?/p>

“不僅氣溫低時要睡覺，氣溫高時也要小憩?！睖y控系統主任設計師張波介紹，“白天時，‘玉兔號’月球車的太陽能電池帆板還要調整角度，避免被陽光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進行‘午休’?！边@種作息極大地增強了“玉兔號”適應月表惡劣環境的能力。

對一些特別嬌嫩的設備，月球車內還專門準備了“暖寶”——核電池。核電池提供電能的時間非常長，一個硬幣大小的核電池，就可使用5000年。這項技術如能成功，將使我國成為繼美俄之后，世界上第三個將核動力應用于太空探測的國家。

“玉兔號”如何在月球表面如履平地？

盡管整體來講虹灣地區比較平坦，但月球表面千萬年來經歷隕石撞擊，遍布大大小小的隕石坑和石塊。為了避免在月球上“摔跤”或“崴腳”，“玉兔號”月球車有6個特制的輪子，而且移動很慢——每小時最多走200米。

“這個輪子學名叫做篩網輪，能夠盡可能減輕重量。另外，這個車輪在設計上必須要有很大的接觸面積，摩擦系數也要很大，這樣它在月面才不會陷進去，也不容易打滑?！薄版隙鹑枴碧綔y器系統專家曾令斌說。龐之浩介紹，由于輪子是網狀的，所以一邊行駛一邊可以把沙子漏掉。

除了表面用篩網，輪子每隔一段就會有一個鋸齒形的結構，叫做棘爪，就像是兔爪上的指甲。月球上本沒有路，這些尖利的小爪子能夠幫助“玉兔號”穩穩地抓住月面，跨過溝溝坎坎。

遇到地面不平的情況時，“玉兔號”會通過搖臂調整重心。如果遇到較大的坡，它就會繞過去。全程參與“玉兔號”研制的主任設計師肖杰說，“玉兔號”有4只“眼睛”，分別是全景相機和導航相機。通過相機“觀察”周圍環境，對月面障礙進行感知和識別，然后對巡視的路徑進行規劃。遇到超過20度的斜坡、高于20厘米的石塊或直徑大于2米的撞擊坑，月球車能夠自主判斷并安全避讓。