月球昼夜温差极大,如何保证不被冻坏?别担心——
大家好,我是“玉兔”号月球车。12月14日,我们迎来了最惊险、最激动的一刻:降落在月球表面。要知道,在我们到来之前,月球已经有37年未曾见过地球访客了。
说来惭愧,降落过程主要是着陆器的事儿,但是,打酱油的我也出了一身冷汗:从距月面15公里的地方下降,相对速度从比超音速飞机还要快几倍的1.7千米每秒下降到0,实在惊心动魄。降落的一瞬间,我跟我的小伙伴都惊呆了:那么平稳、那么顺利!
听说江湖上有很多关于我的疑问,今天就由我来一一解答好啦。
1
为什么不是球形体?
有的朋友对我长方形的身体有疑义:为什么不能设计成球形呢?为什么不能像有的玩具车那样翻车了还能“爬起来”呢?为什么不做成变形金刚或者阿童木的样子呢?……
设计人员说,制订方案的时候,大家都被“月球车该长什么样子”这个问题深深困扰:想法太多了,期望值也太高了。但是,不管是多炫多酷的设想,都得保证技术上行得通。
推荐我长球形身材的人很多,技术人员把做出的样子拿到试验场一试:动不了。至于那种翻车了还能自己爬起来的玩具,月球上摩擦力非常小,所以就算做成同样的结构,一旦倒下去,我也很可能爬不起来;就算还能爬起来,身上的翅膀和那些仪器,也未必能够承受这样的考验。万一沾染了月尘无法工作,我的任务就没办法完成啦。
所以,我现在的样子是综合各种因素考量的结果,看起来还是很酷的,对吧?
2
为什么我有六只“脚”?
在月球上走来走去,六个灵活的小轮子就是我的移动工具。国外月球车兄弟有的是全副武装的履带,有的是长着几只脚,我为什么用的是轮子呢?
设计人员说,月球表面最基本的特征就是松软的土壤,特别容易打滑和下陷。履带在松软的情况下通过能力很强,但是一旦被石头卡住,就需要进行维修,可是,这次没有人能到月球上来帮我解决问题;腿式的移动机构越障能力很强,但是控制复杂,还特别消耗资源。这样看来,果然还是灵活的轮子比较适合我。
为什么偏偏是6个车轮呢?设计人员告诉我,这6个轮子都能独立驱动,就算有一个轮子出现故障,也不会影响我继续前进。有了它们,我能轻松完成很多动作:前进、后退、原地转向,甚至还能边走边转向。
如果仔细观察,你会发现我的“脚爪”很特别:弹性的筛网可以筛掉月面上的尘土,锯齿形的棘爪能帮助我轻松抓地,避免滑倒。
3
“兔子”跑得有多快?
跟我们国家研制的其他航天器相比,我最大的特点就是——能走动。
虽然叫做兔子,但我并没有像兔子跑得一样快。很惭愧,我的移动速度基本上是“龟速”:每小时平均走200米。
不管去哪儿,我都得分几步才能到达。走之前要看路、选路,可是导航相机只有在10米的范围内才能看得准,所以我每一步最远也只能走10米。
就算路上遇到了小障碍我也不怕,除了接受地面的遥控操作外,我还可以自主处理图像,识别障碍,甚至还能规划路径,说起来,我也算是一只小型化、低功耗、高集成的机器人——哦不,机器兔了。专家说,走得不快不要紧,只要能顺利“翻山越岭”,我就是机智灵巧的“越野兔”。
至于我的活动范围嘛,目前设定是10公里。据说除了美国阿波罗号的三辆载人月球车外,苏联的月球车1号和2号也被留在了月球上。这里还有嫦娥一号英勇撞月留下的痕迹。虽然我也很想去看一看这些几十年前就来到月球的朋友们,但是月亮太大了,恐怕很难跑过去跟它打招呼了。
4
“兔子”怎么捱过寒月夜?
初上月球,我对这里的作息还不太适应,这里的一天相当于地球的28天。虽然我很想当只勤快的兔子,但是月球上的月夜太冷了,为了保证身体健康不出故障,我只能睡上14天以保存体力;可是到了月球的白天,又有一半时间是月午高温,我也得小憩一下——进入最小工作模式。算起来,我
只有在月球白天正午前后的3个半小时进行工作。
月夜最低温度会达到零下180摄氏度,对身上有很多精密零件的我来说,熬过慢慢长夜也不是件容易事。
首先,我会盖上一层“被子”:设计人员为我量身打造了可以反复收展的太阳翼翅膀,到达月球后,一只翅膀会永久展开为我充电,另一只则会在月夜
到来时收起,轻轻盖在我身上。同时,我还会点燃肚子里的“炉子”——同位素热源,它将源源不断地为我提供热量,助我扛过寒夜。
月球的白天也不好过,月午时,最高温度会达到120摄氏度,设计师们为我精心设计了“空调”——散热面,那只可收展的翅膀也会在温度过高时暂停工作,立起帆板,贴心地为我遮挡阳光。
(据新华社电)
中国科学院空间环境探测专家王世金答网友问:
嫦娥三号
对军事并无直接帮助
新快报讯嫦娥三号成功在月球软着陆,降落“广寒宫”虹湾,我国成为全世界第三个实现月面软着陆的国家。中国科学院空间环境探测专家王世金在做客腾讯新闻时表示,现在基本可以说嫦娥三号任务已成功了90%。对普通的航天爱好者而言,下一步最关注的是巡视器离开着陆器。王世金说,从技术角度讲,最大的看点是着陆器和巡视器是否能挺过14天的月夜,在月夜温度会降到零下180度。
●网友提问:为何只设计4支脚(一旦月面不平,有某支脚倾斜,都将会引起嫦娥三号翻覆),8支不更好吗?
王世金:每只支腿都可伸缩,所以几十厘米的不平,支腿可以找平。
●网友提问:嫦娥三号和玉兔会向我们美丽的地球拍照吗?
王世金回答:着陆器上有极紫外波段的相机给地球拍照,但不是可见光的。主要用于空间物理研究。
●网友提问:嫦娥三号对我国军事上能有多大帮助?
王世金回答:人畅想在月球建立军事观测基地,但总的来说嫦娥对军事没什么直接帮助。
●网友提问:我们的宇航员在未来几年内有可能在虹湾登月?
王世金回答:从时间上讲,好像差距蛮大的。不过真正的技术不是这么衡量的。那时美国倾全国之力,目前我们只是作为科学研究的一个组成部分。如果我们想做,也会很快。
●网友提问:对月球的探索,给我们人类带来哪些有价值发现,有价值的东西可以用做科技发明和医疗吗?
王世金回答:嫦娥三号对月壤、天文和地球物理等的观测,对了解我们的宇宙和地球很有帮助,其应用不会像医疗那么直接,但长远价值很大。
“嫦娥”“玉兔”靠什么通信?
可“漫游”有“WiFi”
据新华社电尽管远在数十万公里之外,地面仍牢牢掌握嫦娥玉兔的讯息,并对其进行“遥操作”。昆明、佳木斯、乌鲁木齐等地的5套大口径天线形成严密的网络,对嫦娥三号进行全方位精确测控。专家说,嫦娥玉兔拍摄的照片可以长途“漫游”到飞控中心。科技人员恢复出月表三维地形,为月球车规划月面探测的路线。
除了“打长途”,科研人员还为它俩研发了UHF频段通信链路,探测器系统总设计师孙泽洲说:“通俗讲,两器之间有无线的链路,通过无线电进行数据传输。它是单向的,玉兔把数据传给嫦娥。”
“UHF频段通信类似陆地上的‘WiFi’。”中国航天科技集团公司五院西安分院党委书记李军说。西安分院此次承担了嫦娥三号着陆器测速测距敏感器、测控全向天线、数传传输子系统的研制,其中包括着陆器UHF接收机。
“月球表面的大量月尘对信号传输会有干扰。UHF频段发射出的信号极强,能够穿透浮尘直达月面。UHF接收机主要功能是接收并解调巡视器向着陆器发送的遥测数据及科学探测数据。它是我国第一台月面无线通信接收设备。”UHF接收机设计师李雄飞说。