作者:童曙泉 来源:北京日报 发布时间:2013-9-26 14:54:15
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揭秘月球车:寿命3个月能连续行走10公里
 
昨天(9月25日),中国探月工程总设计师吴伟仁在京宣布,嫦娥三号搭载的月球车即日起至10月25日面向全球征名,公众可登录新华网和腾讯网在线提交命名方案。征名活动将经过征名提交、遴选入围、网络投票、终审揭晓和按程序报批等阶段,于今年11月正式公布最终命名。
 
据介绍,参与者所提交的名称,要符合国家商标法的有关规定,具有独特性、延伸性和较好的文化内涵,体现中华民族的文化特征;要符合中国的探月理念和月球车的特点,文字简练,便于记忆,易于传播;名称方案还需包括不多于300字的创意说明和背景阐述。命名获奖者将有机会免费现场观摩嫦娥三号发射。
 
揭秘月球车
 
寿命3个月能连续行走10公里
 
“月球车并不是一辆车,而是一台长着轮子、能适应恶劣环境并开展科学探测的航天器,一个小型化、低功耗、高集成的机器人,一位带着亚洲儿女梦想的高空巡视者。”中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津说。
 
“嫦娥三号”月球巡视探测器由移动、结构与机构、导航控制、综合电子、电源、热控、测控数传和有效载荷等分系统组成。从模型上看,它的大脑袋上有一个定向天线和几个太阳敏感器,两侧为太阳翼,尾巴上很多天线,右后侧是导航相机和全景相机。它脚踩六个“风火轮”似的移动装置,腹部的“秘器”最多,包括红外成像光谱仪、避障相机、机械臂、激光点阵器等。
 
中华月球车由航天科技集团第五研究院主要负责研制,自重120公斤,可载重20公斤,寿命为3个月,可在月球上3公里范围内连续行走10公里,具有自动避障等功能。月球车底下还装有测月雷达,将切开月球下面100米深度的地方进行探测。
 
此外它还有一条机械臂,能在月壤、月岩中勘探取样,供现场检测。同时,月球车将太阳能和核能作为能源。由于月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天,所以当黑夜降临时,为防止车载仪器被零下100多摄氏度的低温冻坏,月球车必须要借助核电池的能量来保温,并维持与地面的通讯。而当新的白昼来临,电池就能重新依靠太阳能工作。
 
“包裹式睡眠”保证过夜唤醒
 
月球上的一天相当于地球上的27天多,月球昼夜间隔相当于地球上14天。并且,月球昼夜温差大,白昼温度高达130—150摄氏度,夜间可下降到零下160—零下180摄氏度。在经历极低温度后,“过夜唤醒”将是月球车遇到的最大一个难题。有专家认为,在月球上生存的难度不亚于登上月球,因为月球的夜晚温度低、时间长,可谓“长夜难熬”。
 
“月球车至少要工作3个月以上,约相当于月球的6个昼夜。没有太阳的时间很长,而着陆器和月球车都要靠太阳来发电工作,这个问题首先要解决。”叶培建说。
 
为解决这一问题,技术人员为月球车设计了可以伸缩的太阳能帆板,白天发电时展开,夜晚则收起来,“正好将仪器设备包在里面”。这种“包裹式睡眠”,有助于保证仪器不会失温,保障各种仪器不被冻坏,并且有剩余电力在月球上的第二天早晨“自主醒来”,展开太阳能帆板迎接新一天的阳光。此外,白天时,帆板还可以调整角度,避免被阳光照射得太热。
 
自主导航和地面遥控组合进行
 
为了实现在极端环境下的生存,月球车热控分系统充分利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源等部件,可耐受零下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零下20度至零上50度之间。
 
“月面松软,崎岖不平,障碍物很多。月球车能够对月面环境和障碍进行感知和识别,然后对巡视的路径进行规划。月球车在月面巡视时采取自主导航和地面遥控的组合模式。”探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正说。
 
为加强安全系数,技术人员还给月球车设计了地面支持系统,在地面也可以控制月球车的行进方向与动作,月球车则将获取的数据实时传递回地面。通讯方面也设计了“双保险”,月球车可以直接与地面进行通信,还可以通过着陆器跟地球之间通信,从而保证通讯畅通。
 
在月球表面巡视的3个月中,月球车将依靠各种先进设备对月表进行三维光学成像、红外光谱分析,开展月壤厚度和结构的科学探测,对月表物质主要元素进行现场分析。它传回来的数据,将帮助人们更直接、更准确地了解神秘的月亮。
 
着陆
 
距月球4米时自由降落
 
月球软着陆器通过反推火箭缓冲,在月面上徐徐降落,舱门打开,自动弹出斜梯。月球车缓舒展开蜷缩的身体,调整好姿态,走出舱门,滑下斜梯,开始漫步月球……被誉为“嫦娥之父”的中国科学院院士、中国月球探测工程首席科学家欧阳自远,曾这样描述中国月球车将来登临月球的场景。
 
“到达月球轨道后,月球车将由着陆器背负,由变推力液体火箭发射器控制,通过各种光学、微波等敏感器测量,在月球表面百米高度上进行悬停和平移,以规避岩石和深坑等障碍,选择最佳着陆点缓慢降落月球表面。”中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津说。
 
由于月球表面没有空气,因此月球车下降时需要开启发动机,一边落一边往上推,慢慢落至距月球4米的位置,随后熄灭发动机,仪器将采用自由落体的方式,软着陆在月球上。同时,月球车将实现自主导航,并能指挥仪器进行操作,最后把数据传回地球。
 
探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正介绍,嫦娥三号任务计划于今年12月实施,实现我国航天器第一次在地外天体软着陆和巡视探测。备受外界瞩目的我国自主研制月球车,将首次实现与月球的零距离接触。
 
据了解,嫦娥三号承担我国探月工程第二步“落月”任务。探月工程二期是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步,嫦娥三号将实现月面软着陆,开展就位探测和月面巡视勘察。嫦娥三号携带的月球车将在月球表面自主“行走”,进行巡视探测。
 
新闻链接
 
“绕、落、回”3期任务
 
中国探月工程分为“绕、落、回”三个任务,预计2013年年底前我国将实施“嫦娥三号”发射和落月任务。
 
“绕”,即实施对卫星绕月轨道的控制实验并对月球表面进行探测;“落”,即将月球探测器在月球表面着陆并对月球进行实地考察;最后一步“回”,则是在完成对月球的实地考察后,将在月球上采集的实物样品带回地球。
 
目前,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。
 
今年年底前将发射的“嫦娥三号”,将首次实现在地外天体表面无人自动巡视、首次实现(探测器)月夜生存、首次建立覆盖火星探测范围的测控通信网、首次自主开展月面就位科学探测。这一任务的完成,将为中国的深空探测奠定坚实的基础。(原标题:嫦娥三号月球车全球征名)
 
 
 
 
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