揭秘嫦娥三號:我國首輛月球車究竟是啥樣?

2020-11-26 騰訊網

嫦娥三號探測器預計將於12月發射，其承擔月面巡視探測任務的中國第一輛月球車（月球巡視探測器）同樣備受矚目。經過億萬新華網友的命名和推選投票，在今天公布的最終名單上，我國首輛月球車正式命名為「玉兔號」！這輛月球車究竟是什麼樣？它將怎麼進行它的「探月之旅」？又會完成哪些科學任務？本期揭秘將為網友一一揭曉答案。

結構

我國首輛月球車究竟啥模樣？

頭頂定向天線，腳踩「風火輪」，兩側伸出太陽能帆板，身後「背著」導航及全景相機，「肚子」裡還裝著紅外成像光譜儀、避障相機、機械臂、雷射點陣器……月球車並不是一輛車，而是一臺長著輪子、能適應惡劣環境並開展科學探測的太空飛行器，一個小型化、低功耗、高集成的機器人。」---中國航天科技集團公司宇航部部長趙小津說。

我國自主研發的嫦娥三號將是中國發射的第一個地外軟著陸探測器和巡視器（月球車），並且是阿波羅計劃結束後重返月球的第一個軟著陸探測器。「嫦娥三號」月球車原車設計質量為140千克，由移動、結構與機構、導航控制、綜合電子、電源、熱控、測控數傳和有效載荷共八個分系統組成。以太陽能為能源，能夠耐受月表真空、強輻射和高溫差等極端環境。從已曝光的模型圖上看，月球車主體為長方形盒狀，車底安有六個輪狀的移動裝置，頂部兩片太陽翼可以打開，車尾部上有很多天線。右後側是導航相機和全景相機。腹部「武器」最多：包括紅外成像光譜儀、避障相機、機械臂、雷射點陣器等。

「月球軟著陸器通過反推火箭緩衝，在月面上徐徐降落，艙門打開，自動彈出斜梯。月球車緩舒展開蜷縮的身體，調整好姿態，走出艙門，滑下斜梯，開始漫步月球……」著陸器實現在月球表面軟著陸後，首先由著陸器為月球車充電，對月球車進行初始化；之後，月球車與地面建立通信鏈路，控制連接解鎖機構解鎖，走上移動機構；在此之後，著陸探測器將控制轉移機構運動到月面，月球車駛離轉移機構，開始3個月的月面巡視勘查。

答疑

玉兔號月球車如何在月球著陸？

中國繞月探測工程首任首席科學家、中國科學院院士、發展中國家科學院院士、國際宇航科學院院士歐陽自遠：在月球上不能像嫦娥一號那樣硬著陸，這樣不行，要軟著陸，軟著陸遇到的最大困難是什麼呢？月亮上沒有空氣，因為在真空裡降落傘毫無作用，所以必須把它調整到是很低的一個位置上，朝著目標降落，越降落下降速度越快，這樣越來越塊，到了月球表面就砸碎了，所以一定要想辦法，又不能用降落傘，那只能有一個辦法，就是在著陸器下方安裝幾臺發動機，把整個著陸器往上推，這樣就可以慢慢降落，別那麼快掉下來，這個得掌握好，不能最後把它推回去了。到底降落在哪個具體位置也挺難的，因為那個時候得臨時作出判斷來，它大概飛到離月球表面100米高的時候，著陸器是智能的，它底下安排了很多相機，拍了照片趕快反饋給它，比如下面有個大坑，你得挪個地方，它自己就會平移，挪來挪去到照相機告訴它地面平了，你可以降了。那100米降下去也不行，也要砸碎，所以它往下降，你得往上推，慢慢降，降到離月面4米高，它就停在那兒，然後把底下的發動機關掉，那個時候掉下來就是安全的。著陸器掉下來以後，得把太陽能電池板打開接收能源，所以一定是白天降下去，有時間可以從容的把裡面的儀器測試，全部調試後，就可以開始工作了。月球車是鎖在著陸器裡面的，等著陸器全部準備好了，打開鎖，攤出一個舷梯讓它走下來，走到月面上。

性能

玉兔號可耐受零下180度至零上150度極溫

月球表面白晝時溫度高達150度，黑夜時低至零下180度，溫差超過300度。我國首輛月球車玉兔號，可耐受攝氏零下180度至零上150度的極限溫度，具有20度爬坡、20釐米越障的能力。為了適應月球的這種地表情況，「嫦娥三號」月球車移動分系統採用輪式、搖臂懸架方案，由車輪、搖臂和差動機構等組成，具備前進、後退、原地轉向、行進間轉向、20度爬坡、20釐米越障的能力。月球車能夠對月面環境和障礙進行感知和識別，然後對巡視路徑進行規劃。月球車能完全自主導航，在月亮上可以根據照相機拍到的四周情況，自己決定該走哪條路、怎麼走；可以自主避障，前面有大石頭擋住了，過不去了，知道怎麼避開這個障礙；還可以自動上坡下坡，能夠走它就走，走不過去就繞著走，非常聰明。

任務

玉兔號要在月球上做什麼？

月球上的一天相當於地球上的27天多，月球晝夜間隔相當於地球上14天。由於月夜無法通過光能發電，「月兔號」月球車採用核電池為動力。月球車上有有全景相機等各種各樣的相機，還有兩臺儀器，是測定月球土壤化學成分和礦物組成的，在月球車的底部安裝有一臺雷達，探測月壤層的厚度和結構，以及100米深月球次表層的結構。

「嫦娥三號」關鍵任務之一是局部精細探測。在月球表面巡視的3個月中，玉兔號將依靠各種先進設備對月表進行三維光學成像、紅外光譜分析，開展月壤厚度和結構的科學探測，對月表物質主要元素進行現場分析。它傳回來的數據，將幫助人們更直接、更準確地了解神秘的月亮。

解惑

玉兔號還重返地球嗎？

歐陽自遠：我們現在沒有能力也沒有安排讓它返回地球，要把一個月球車返回地球是很艱難的，另外，它的科學價值和意義也不是很大。送回地球很難，首先要克服月球的引力，要在月地空間飛行一段，進入地球的引力場，這需要很大的動力。我們有返回地球的計劃，那不是月球車，而是「嫦娥五號」。

（以上資料來源：新華網、人民日報、科技日報等）

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