月球軟著陸器通過(guò)反推火箭緩沖，在月面上徐徐降落，艙門(mén)打開(kāi)，自動(dòng)彈出斜梯。月球車(chē)緩舒展開(kāi)蜷縮的身體，調(diào)整好姿態(tài)，走出艙門(mén)，滑下斜梯，開(kāi)始漫步月球……
被譽(yù)為“嫦娥之父”的中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)月球探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)曾這樣描述中國(guó)月球車(chē)將來(lái)登臨月球的場(chǎng)景。據(jù)悉，我國(guó)今年下半年將發(fā)射首個(gè)月球著陸探測(cè)器――嫦娥三號(hào)。
備受外界矚目的是，此次嫦娥三號(hào)的發(fā)射將搭載一部由我國(guó)自主研制的“中華牌”月球車(chē)，并首次實(shí)現(xiàn)與月球的零距離接觸。“月球車(chē)”全名為“月面巡視探測(cè)器”，是集航天系統(tǒng)工程和智能機(jī)器人為一體的航天器，能完成月球探測(cè)、考察、收集和分析樣品等復(fù)雜任務(wù)。
中華牌整裝待發(fā)
中華月球車(chē)由航天科技集團(tuán)第五研究院主要負(fù)責(zé)研制，自重120公斤，可載重20公斤，壽命為3個(gè)月，可在月球上3公里范圍內(nèi)連續(xù)行走10公里，具有自動(dòng)避障等功能。
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出，由于月球表面沒(méi)有空氣，因此月球車(chē)下降時(shí)需要開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)，一邊落一邊往上推，慢慢落至距月球4米的位置，熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)，儀器將采用自由落體的方式，軟著陸在月球上。同時(shí)，中華月球車(chē)將實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，并能指揮儀器進(jìn)行操作，最后把數(shù)據(jù)傳回地球。月球車(chē)底下還裝有測(cè)月雷達(dá)，將切開(kāi)月球下面100米深度的地方進(jìn)行探測(cè)。
據(jù)專家介紹，中華月球車(chē)上有兩個(gè)太陽(yáng)儀，其中一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)，尋找太陽(yáng)位置，吸收熱量進(jìn)行發(fā)電;另外一個(gè)則可以蓋在車(chē)身上減少熱量散發(fā)。中華月球車(chē)采用“六輪搖臂式”行走機(jī)構(gòu)，各只輪子可同時(shí)適應(yīng)不同高度，是一位“爬行高手”。
此外它還有一條機(jī)械臂，能在月壤、月巖中勘探取樣，供現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。同時(shí)，中華月球車(chē)將太陽(yáng)能和核能作為能源。由于月球晝夜間隔大約相當(dāng)于地球上的14天，所以當(dāng)黑夜降臨時(shí)，為防止車(chē)載儀器被零下100多攝氏度的低溫凍壞，月球車(chē)必須要核電池的能量來(lái)保溫，并維持與地面的通訊。而當(dāng)新的白晝來(lái)臨，電池就能重新依靠太陽(yáng)能工作。
探測(cè)入鄉(xiāng)隨俗
月球是一個(gè)無(wú)風(fēng)、無(wú)雨、無(wú)水、無(wú)氣、冷熱劇變的天體，與地球環(huán)境截然不同。因此，中華月球車(chē)想要順利完成任務(wù)，必須為能夠適應(yīng)那里的環(huán)境做充分的準(zhǔn)備。
如月球晝夜溫差大，白晝溫度高達(dá)130-150攝氏度，夜間可下降到零下160-180攝氏度，月球車(chē)如何能長(zhǎng)時(shí)間在極端溫度條件下正常工作是一個(gè)難題;月球表面沒(méi)有大氣保護(hù)，太陽(yáng)風(fēng)、太陽(yáng)耀斑等高能粒子直接輻射到月球表面，會(huì)對(duì)月球車(chē)部分高集成度微電子器件造成損害;月球表面的重力加速度僅為地球表面的1/6，月球車(chē)能否在低重力的月球表面完成動(dòng)作也將是很大的考驗(yàn);月球表面的月壤也是影響月球車(chē)行駛性能的重要因素。
據(jù)了解，整個(gè)月球表面覆蓋著一個(gè)松散層，由巖石碎塊，角礫狀巖塊、砂和塵土組成，稱為月壤。由于月壤松軟，因此月球車(chē)在上面行駛時(shí)很容易打滑。
此外，月球車(chē)行走時(shí)，月壤細(xì)粒也會(huì)大量揚(yáng)起，形成月塵，一旦附著便很難清除。同時(shí)，月塵還可能引起很多故障，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死、密封機(jī)構(gòu)失效、光學(xué)系統(tǒng)靈敏度下降等。
北京航空航天大學(xué)的高峰教授，曾參與月球車(chē)的前期論證以及地面驗(yàn)證試驗(yàn)的研究工作。本報(bào)記者采訪了解到，對(duì)于中華月球車(chē)來(lái)說(shuō)，“過(guò)夜喚醒”是個(gè)難題，不僅要經(jīng)受電池的考驗(yàn)，更重要的是要經(jīng)受零下160-180攝氏度低溫的考驗(yàn)。
中科院院士葉叔華也認(rèn)為，在月球生存的難度不亞于登上月球，因?yàn)樵虑虻囊雇頊囟鹊?、時(shí)間長(zhǎng)，可謂“長(zhǎng)夜難熬”。
登月穩(wěn)扎穩(wěn)打
1970年11月17日，蘇聯(lián)“月球17號(hào)”探測(cè)器登陸月球，釋放了第一輛真正意義上的月球車(chē)。隨后，美國(guó)的“阿波羅15號(hào)”飛船將人類第一輛有人駕駛月球車(chē)送上月面。1959-1976年期間，蘇聯(lián)和美國(guó)分別成功發(fā)射25顆和24顆無(wú)人月球探測(cè)器，人類月球探測(cè)也隨之達(dá)到了第一個(gè)高潮。
1986年7月20日，經(jīng)歷了10年低潮期后，美國(guó)宣布重返月球，蘇聯(lián)、歐洲、日本等都組織力量進(jìn)行研究，紛紛提出了發(fā)展計(jì)劃。1998年1月6日，隨著美國(guó)“月球勘探者”的順利升空，空間探測(cè)活動(dòng)又掀起了新一輪的浪潮。
歸納起來(lái)，人類對(duì)月球的探索可分為探月、登月和駐月三大步，即“探、登、駐”。目前，中國(guó)正處在第一階段，即以“探”為主方向，并按照“繞月探測(cè)、落月探測(cè)、取樣返回”分三小步穩(wěn)步推進(jìn)。
據(jù)悉，我國(guó)正在開(kāi)展載人登月前期方案論證，已有專家建議我國(guó)在2025年或2030年進(jìn)行載人登月。中國(guó)空間技術(shù)研究院深空探測(cè)室主任賈陽(yáng)指出，中國(guó)目前在探月“三步走戰(zhàn)略”中所使用的技術(shù)將來(lái)也可用于載人登月的相關(guān)領(lǐng)域。
繞、落、回3任務(wù)
中國(guó)探月工程分為“繞、落、回”三個(gè)任務(wù)，預(yù)計(jì)2013年下半年我國(guó)將實(shí)施“嫦娥三號(hào)”發(fā)射和落月任務(wù)。“繞”，即實(shí)施對(duì)衛(wèi)星繞月軌道的控制實(shí)驗(yàn)并對(duì)月球表面進(jìn)行探測(cè);“落”，即將月球探測(cè)器在月球表面著陸并對(duì)月球進(jìn)行實(shí)地考察;最后一步“回”，則是在完成對(duì)月球的實(shí)地考察后，將在月球上采集的實(shí)物樣品帶回地球。
目前，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星相繼完成了對(duì)月球的環(huán)月飛行，標(biāo)志著我國(guó)探月工程的第一階段已經(jīng)完成。
今年下半年即將發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”將首次實(shí)現(xiàn)在地外天體表面無(wú)人自動(dòng)巡視、首次實(shí)現(xiàn)(探測(cè)器)月夜生存、首次建立覆蓋火星探測(cè)范圍的測(cè)控通信網(wǎng)、首次自主開(kāi)展月面就位科學(xué)探測(cè)。
這一任務(wù)的完成，將為中國(guó)的深空探測(cè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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