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资料图:“嫦娥三号”软着陆示意图

  • 名称:“玉兔号”月球车
  • 发射日期:计划2013年12月上旬
  • 关注度:(4分)

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资料图:火箭与嫦娥三号探测器分离

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  “嫦娥三号”正怀抱“玉兔”奔向月宫,即将与这颗神秘的地球卫星亲密接触。“玉兔号”作为中国首辆月球车,也蕴含着很多有待揭开的秘密。

  玉兔号,中国首辆月球车的官方名称,2013年11月26日上午9时,国防科工局新闻发布会宣布,肩负“落月”重担的“嫦娥三号”任务,运载火箭和探测器已转入西昌卫星发射中心发射现场。我国首辆月球车——嫦娥三号巡视器定名为“玉兔号”。

  “玉兔号”月球车是什么样的?

  嫦娥三号月球车设计质量140千克,以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。

  月球车,学名“月面巡视探测器”,是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。

结构特点使用情况

  中国探月工程副总指挥李本正11月26日宣布,我国首辆月球车——“嫦娥三号”巡视器全球征名活动结束,月球车命名“玉兔号”。“玉兔号”既体现了中华民族的传统文化,又反映了我国和平利用太空的宗旨。传说中,当年嫦娥怀抱玉兔奔月,玉兔善良、纯洁、敏捷的形象与月球车的构造、使命既形似又神似。

结构特点

“玉兔号”的样机,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。黄金甲”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,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。肩部有两片可以打开的太阳能电池帆板,她的腿部是六个轮状的移动装置,“玉兔号”对“车轮”要求极高。研制中,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,确定为“六轮独立驱动,四轮独立转向”的方案。“玉兔号”上装有一个地月对话通讯天线;头顶的导航相机与前后方的避障相机;负责钻孔、研磨和采样的机械臂。

美高梅59599,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%。

  整整10年时间,一大批科研人员完成了这辆能够耐受月表真空、强辐射和高温差等极端环境的月球车。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%。

使用情况

“嫦娥三号”任务作为探月工程二期主任务,将完成三大工程目标和三类科学探测任务。

三大工程目标包括:一是突破月面软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,提升航天技术水平;二是研制月面软着陆探测器和巡视探测器,建立地面深空站,获得包括运载火箭、月球探测器、发射场、深空测控站、地面应用等在内的功能模块,具备月面软着陆探测的基本能力;三是建立月球探测航天工程基本体系,形成重大项目实施的科学有效的工程方法。

三类科学探测任务:一是月表形貌与地质构造调查;二是月表物质成分和可利用资源调查;三是地球等离子体层探测和月基光学天文观测。

  “玉兔号”月球车重约140千克,呈长方形盒状,长1.5米,宽1米,高1.1米,周身金光闪闪,有6个轮子,由移动、导航控制、电源、热控、结构与机构、综合电子、测控数传、有效载荷8个分系统组成,业内人士形象地称之为“八仙过海,各显神通”。月球车副主任设计师魏然用4句话形容它:肩插“太阳翼”,脚踩“风火轮”,身披“黄金甲”,腹中“秘器”多。

  “玉兔号”以太阳能为能源,具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。

  中外月球车有何不同?

  中国空间技术研究院研究员庞之浩介绍说,迄今为止,世界上发射并成功运行的月球车有5辆,其中2辆是无人探测月球车,是苏联在上世纪70年代发射的“月球车”1号和2号;3辆是有人驾驶的月球车,分别由美国“阿波罗”15号、16号、17号登月时携带。

  中国的“玉兔号”月球车是无人驾驶月球车,与苏联的月球车相比是“小个子”,“小而精,能完成任务就行了,也节约成本。”庞之浩说。

  庞之浩指出,无人月球车难度更大,因为上面有很多仪器,要保证在无人的状态下行驶,仪器能正常工作;有人驾驶的月球车主要作为一个交通工具,扩大航天员在月球上的活动范围,上面基本没有什么仪器,由航天员驾驶起来也相对容易一些。

  北京大学地球与空间科学学院教授、中国空间科学学会空间探测专业委员会副主任焦维新表示,距离上次月球车登月已过去近40年,电子设备、探测仪器都非当年可比,无论是材料、驱动系统的选择还是探测仪器,过去都不可能有。因此,中国的月球车比之前的先进是肯定的,尽管某些方面不是当今世界上最先进的,但肯定不会是上世纪70年代的重复。

  “玉兔号”将执行哪些任务?

  12月2日凌晨,中国在西昌卫星发射中心成功将肩负首次登月任务的探测器“嫦娥三号”送入轨道。由着陆器和“玉兔号”月球车组成的“嫦娥三号”,预计于12月中旬在月球虹湾区软着陆。吴伟仁说,在月球实现软着陆是“嫦娥三号”探月任务中最难的一环。

  “着陆器通过反推发动机缓冲,在月面上徐徐降落,舱门打开,弹出斜梯。月球车缓缓舒展蜷缩的身体,调整好姿态,走出舱门,滑下斜梯,开始漫步月球……”中国科学院院士、探月工程高级顾问欧阳自远这样描述“玉兔号”月球车登临月球的场景。

  之后,“玉兔号”月球车将驶离着陆器,在月面进行3个月的科学勘测,着陆器则在着陆地点进行原地探测。“玉兔号”底部安装了一台测月雷达,可发射雷达波,探测二三十米厚的月球土壤结构,还可以对月球下面100米深的地方进行探测。“这是世界上其他国家从来没有做过的事情。”欧阳自远说。

  “静若处子,动若脱兔。”有限的时间,意味着“玉兔号”月球车的工作必须是高效的——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科学探测,对月表物质主要元素进行现场分析,等等。

  着陆器的设计寿命是一年,月球车的则只有3个月。它们将在完成任务后永远留在月球。“当然,我们希望它能够实现这个寿命,也希望超过这个寿命,就像‘嫦娥二号’一样。”吴伟仁说,“嫦娥二号”的设计工作时间是半年,但是到现在还在工作,已经3年多了。“设计寿命过后,就看它们的生存能力了。”

  “玉兔号”着陆地点为何选在虹湾区?

  这次“嫦娥三号”预定的月球着陆区“虹湾”,并不是真的海湾,而是像彩虹一样的巨型陨石坑壁。月球上有很多地方以“海”和“洋”命名。古人望月,以为看到的是海,其实不是。虹湾区位于月球北纬43度左右、西经31度左右,南北长约100千米、东西长约300千米。“比北京海淀区小一点,月球车探测的只是虹湾区的一部分,据专家介绍是5平方公里”,庞之浩说。

  “严格来说,月球没有水,没有空气,也谈不上美”,焦维新说,在绘图时一般习惯把平坦的地方绘上蓝色,高一点的地方绘上黄色,再高一点的绘上红色,月球虹湾区整体低洼平坦,用常规方法绘出来就是一个美丽的海湾,“有点像我们的渤海湾”。

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