“玉兔号”如何在月球表面如履平地?
尽管整体来讲虹湾地区比较平坦,但月球表面千万年来经历陨石撞击,遍布大大小小的陨石坑和石块。为了避免在月球上“摔跤”或“崴脚”,“玉兔号”月球车有6个特制的轮子,而且移动很慢——每小时最多走200米。
“这个轮子学名叫做筛网轮,能够尽可能减轻重量。另外,这个车轮在设计上必须要有很大的接触面积,摩擦系数也要很大,这样它在月面才不会陷进去,也不容易打滑。”“嫦娥三号”探测器系统专家曾令斌说。庞之浩介绍,由于轮子是网状的,所以一边行驶一边可以把沙子漏掉。
除了表面用筛网,轮子每隔一段就会有一个锯齿形的结构,叫做棘爪,就像是兔爪上的指甲。月球上本没有路,这些尖利的小爪子能够帮助“玉兔号”稳稳地抓住月面,跨过沟沟坎坎。
遇到地面不平的情况时,“玉兔号”会通过摇臂调整重心。如果遇到较大的坡,它就会绕过去。全程参与“玉兔号”研制的主任设计师肖杰说,“玉兔号”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,月球车能够自主判断并安全避让。
“玉兔号”是从40多个月球车中“脱颖而出”的
据探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花透露,“2007年国家任务定型的时候,月球车满地跑,中国有40几个月球车竞争比较。”40几个月球车满地跑,最后是怎么确定下来的呢?张玉花说,这个型号的巡视器和着陆器由一家单位研发,当时认为更合适,接口更好。如今,“玉兔号”月球车八个分系统中,有四个半是上海航天人研制的。
据中国月球探测车的先驱者、哈尔滨工业大学81岁教授刘暾介绍,作为中国首辆月球车,其关键技术有2项是由哈工大科研人员研制的,包括温度调控系统技术和车轮构型、材质设计技术。“玉兔号”月球车实现了全部“中国制造”,国产率达100%。其中月球车温度调控系统是哈工大的一项领先世界的先进技术。为适应极端环境,“玉兔号”月球车热控分系统利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源,可耐受摄氏零下180度至零上150度的极限温度。工作时的舱内温度可以控制在摄氏零下20度至零上50度之间。
刘暾介绍,月球车在月面“行走”时风险重重,车轮掀起的月壤细粒会大量扬起,形成月尘,一旦附着将很难清除。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。月球车的车轮形状和材质成为一个很重要的解决月尘的关键点。为了确认哪种车轮的构型更适应月球环境,哪种材质更适合月球表面的环境,科研人员进行了几千次的实验。
外媒对“玉兔”行走月球甚是期待
法国《阿尔萨斯最新消息》报说,中国成功发射入轨的“嫦娥三号”探测器正携带“玉兔”奔向月球。此次任务标志着中国雄心勃勃的太空计划迈出了关键一步。中国正努力实现其首次月面软着陆,以期成为继美国和苏联之后第三个成功接受这一挑战的国家。法国新闻广播电台指出:“中国‘玉兔’月球车起飞了,它将在未来几个月探测一个我们从未涉足的区域——月海虹湾。中国在实现征服太空的抱负方面正跨越一个重要阶段。”
日本最大的太空开发网站“sorae.jp”称,嫦娥三号是中国发射的第三个月球探测器,它承担着中国首次月面着陆任务,并准备施放无人月球车,向月面行走发起挑战。如能实现月面软着陆,这将是1976年苏联“月球24号”探测器在月面着陆以来,时隔37年的又一壮举。
巴西门户网站UOL畅想道:到本世纪20年代,人们将会看到中国航天员在月球漫步,甚至会在月球长期停留。
挪威通讯社说,近些年来,中国和印度相对更加注重发展航天。中国探月和印度发射火星探测器,在当今太空探索方面树立了重要里程碑。过去,只有美国和俄罗斯可以做这样的事。
(参考资料:央视、新华网、中新网、人民网、环球时报、京华时报)