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太空续神话唱响中国梦大纲

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太空续神话唱响中国梦

太空续神话唱响中国梦大纲

“玉兔”是个聪明机器人

相貌威武

身披“黄金甲”脚踩“风火轮”

“玉兔”是一台长着轮子、能适应恶劣环境并开展科学探测的航天器,还是一个智能化、低功耗、高集成的机器人,更是一位承载华夏儿女探月梦想的巡视者。设计师魏然用4句话来形容这个140公斤重的“宝贝疙瘩”:身披“黄金甲”、脚踩“风火轮”、肩插“太阳翼”、腹中多“秘器”。

“身材”呈长方形盒状,长1.5米,宽1米,高1.1米,周身金光闪闪,耀眼夺目。她的肩部有两片可以打开的太阳能电池帆板,好似“黄金甲”上的披风。她的腿部是6个轮状的移动装置,好似哪吒脚下的“风火轮”。她还有一个长长的“耳朵”—地月对话通讯天线;4只敏锐的“眼睛”—头顶的导航相机与前后方的避障相机;一只灵巧的“胳膊”—负责钻孔、研磨和采样的机械臂……

魏然介绍,“黄金甲”不是为好看,而是为了反射月球白昼的强光,降低昼夜温差,同时阻挡宇宙中各种高能粒子的辐射。所有这一切,都是为了支持和保护月球车的腹中“秘器”—红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。

中国月球车揭开神秘面纱

能干能睡

连续14天工作14天“休眠”

月球绕地球转一圈需要28天多,月球自转也是28天。这意味着,月球上的一昼夜相当于地球上的28天。“古人把月亮称为广寒宫,一点都不假。月面夜间最低温度可以降至-180℃,电子设备根本无法工作。 ”探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正说:“月球上的一晚上相当于地球上的14天,可谓‘长夜漫漫真难熬’! ”为此,科研人员为“玉兔”号精心设计了休眠模式—14天工作,14天“睡觉”。这种“日出而作,日入而息”的规律作息,极大地增强了“玉兔”号适应月表恶劣环境的生存能力。“不仅气温低时要睡觉,气温高时也要小憩。”测控系统主任设计师张波介绍,“白天时,‘玉兔’号月球车的太阳能电池帆板还要调整角度,避免被阳光照射得太热。最热的月午,月球车还要进行‘午休’。 ”“玉兔”号月球车设计寿命为3个月,这意味着她要经历3个月球白天和3个月球黑夜。所有的工作,要在月球时间的“上午”和“下午”完成。

体质超棒

史上最严苛“车”全部中国造

“玉兔”号堪称我国史上最难造的“车辆”—因为每一个环节,差不多都是一项技术创新。“玉兔”号堪称我国史上最严苛的“车辆”—因为每一个部件都“锱铢必较”,超重5克以上要报总设计师批准。

整整xx年时间,一大批科研人员倾尽心血,完成了这个由移动、电源、热控等8个分系统组成的杰作—能够耐受月表真空、强辐射和高温差等极端环境的月球车。为了适应月球的恶劣“路况”,“玉兔”号对“车轮”要求极高。绞尽脑汁的科研人员曾拿出四轮、六轮、八轮以及履带式等几十种方案。最终,“六轮独立驱动,四轮独立转向”的方案,凭借高可靠和低重量的完美结合一举胜出。

中国探月工程总设计师吴伟仁说:“玉兔”号实现了全部“中国制造”,国产率达到100%。

本领高强

能爬坡会越障耐受300℃温差

仰望夜空,明媚的月亮婀娜温情。然而,月亮之上,却没有想象中的浪漫。“月球重力是地球的六分之一,表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。 ”全程参与研制的主任设计师肖杰说。“玉兔”有4只“眼睛”,分别是全景相机和导航相机。通过相机观察周围环境,对月面障碍进行感知和识别,然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的撞击坑,能够自主判断安全避让。月球车在月面“行走”风险重重,月壤细粒会大量扬起,形成月尘,一旦附着很难清除。月尘可能引起月球车很多故障,包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。

“‘玉兔’在月面巡视时采取自主导航和地面遥控的组合模式,不仅可以自主前进、转弯、后退,还可以原地打转、横向侧摆,确保在危机四伏的月面上畅行无阻。 ”肖杰说,

月球昼夜温差非常大,白昼时温度高达150℃,黑夜时低至-180℃。为适应极端环境,“玉兔”号月球车利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源,可耐受300摄氏度的温差。

世界首台无人驾驶月球车

左图1970年11月17日,世界上第一台无人驾驶的月球车由前苏联发射的月球17号探测器送上月球。在月面“雨海”地区着陆后,它行驶了10.5公里,进行了10个半月的科学探测,考察了8万平方米的月面,直至携带的能源耗尽,于1971年10月4日停止工作。

世界首台有人驾驶月球车

右图1971年7月31日,美国“阿波罗15号”登上月球“雨海”地区的第二天,宇航员斯科特和欧文进行了航天史上首次有人驾驶的月球车行驶。两名宇航员驾驶4轮月球车,在崎岖不平的月球表面行驶了27.9公里,收集了77公斤月岩样品,之后返回登月舱。