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嫦娥三号探测器将于今年12月发射,承担月面巡视探测任务的探测器同样备受瞩目
揭秘我国首辆月球车
耐极温、可爬坡、会避障
本报记者 吴月辉
人民出版社网    www.ccpph.com.cn    2013-09-26      来源:  人民网—《 人民日报 》

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    嫦娥三号探测器预计将于今年12月发射,其承担月面巡视探测任务的中国第一辆月球车(月球巡视探测器)同样备受瞩目。这辆月球车究竟是什么样?它将怎么进行它的“探月之旅”?又会完成哪些科学任务?25日,在北京举行的嫦娥三号月球车全球征名活动上,这些问题一一得到解答。
  结构
  设计质量为140千克,由移动、导航控制、电源、热控、测控数传等八个分系统组成
  “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。”中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津说。
  “嫦娥三号”月球车原车设计质量为140千克,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共八个分系统组成。以太阳能为能源,能够耐受月表真空、强辐射和高温差等极端环境。
  从已曝光的模型图上看,月球车主体为长方形盒状,车底安有六个轮状的移动装置,顶部两片太阳翼可以打开,车尾部上有很多天线。右后侧是导航相机和全景相机。腹部“武器”最多:包括红外成像光谱仪、避障相机、机械臂、激光点阵器等。
  “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。”赵小津说。
  着陆器实现在月球表面软着陆后,首先由着陆器为月球车充电,对月球车进行初始化;之后,月球车与地面建立通信链路,控制连接解锁机构解锁,走上移动机构;在此之后,着陆探测器将控制转移机构运动到月面,月球车驶离转移机构,开始3个月的月面巡视勘查。
  在这个过程中,月球车将采取路径优、燃料省、误差小的模式,经过主动减速、调整接近、悬停避障等阶段实现安全着陆。
  性能
  可耐受摄氏零下180度至零上150度的极限温度,具有20度爬坡、20厘米越障的能力
  月球表面白昼时温度高达150度,黑夜时低至零下180度,温差超过300度,尤其是月面上的昼、夜时间差分别长达约14天,必须保证月球车在长时间极端温度条件下能够正常工作。为了在极端环境下顺利完成任务,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。
  此外,月球重力是地球的1/6,月球表面的土壤非常松软,而且崎岖不平,石块、陨石坑遍布。在这种情况下,月球车既不能打滑下陷,还要能爬坡越障。为了适应月球的这种地表情况,“嫦娥三号”月球车移动分系统采用轮式、摇臂悬架方案,由车轮、摇臂和差动机构等组成,具备前进、后退、原地转向、行进间转向、20度爬坡、20厘米越障的能力。
  “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。
  任务
  对月表进行三维光学成像、红外光谱分析,对月表物质主要元素进行现场分析
  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。
  李本正说,月球车具备月球表面环境的生存能力,该休息的时候自动进入休眠状态,并能自动唤醒重新工作。
  由于月夜无法通过光能发电,“嫦娥三号”月球车电源分系统由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成,利用太阳能为车上仪器和设备提供电源,不仅可以保证月球车白天连续工作相当于地球的14天,在月球车进入休眠状态14天后还必须能够自动唤醒重新工作。
  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。

 


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