嫦娥三號任務(wù)計(jì)劃于今年12月實(shí)施,實(shí)現(xiàn)我國航天器第一次在地外天體軟著陸和巡視探測。備受外界矚目的我國自主研制月球車,將首次實(shí)現(xiàn)與月球的零距離接觸。
據(jù)了解,月球表面巡視的3個(gè)月中,月球車將依靠各種先進(jìn)設(shè)備對月表進(jìn)行三維光學(xué)成像、紅外光譜分析,開展月壤厚度和結(jié)構(gòu)的科學(xué)探測,對月表物質(zhì)主要元素進(jìn)行現(xiàn)場分析。它傳回來的數(shù)據(jù),將幫助人們更直接、更準(zhǔn)確地了解神秘的月亮。
核心關(guān)注
我國月球車140公斤壽命3個(gè)月
“月球軟著陸器通過反推火箭緩沖,在月面上徐徐降落,艙門打開,自動(dòng)彈出斜梯。月球車緩舒展開蜷縮的身體,調(diào)整好姿態(tài),走出艙門,滑下斜梯,開始漫步月球……”
被譽(yù)為“嫦娥之父”的中國科學(xué)院院士、中國月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn),曾這樣描述中國月球車將來登臨月球的場景。
將隨嫦娥三號探月的我國自主研制的首臺月球車為三軸六輪結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)質(zhì)量140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。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人所丁希侖教授在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示,在月球上它將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航和選擇路線,自動(dòng)拐彎、爬坡、避障等功能,然后自己或經(jīng)著陸器把數(shù)據(jù)傳輸回地球。
測月雷達(dá)將首次實(shí)測月壤月巖
頭頂定向天線,腳踩“風(fēng)火輪”,兩側(cè)伸出太陽能帆板,身后“背著”導(dǎo)航及全景相機(jī),“肚子”里還裝著紅外成像光譜儀、避障相機(jī)、機(jī)械臂、激光點(diǎn)陣器……
雖被稱為月球車,但實(shí)際上它是一個(gè)“小型化、低功耗、高集成”的探月機(jī)器人。丁希侖告訴科技日報(bào)記者,我國月球車底部安裝有一臺測月雷達(dá),將在國際上首次實(shí)測1到30米深的月壤厚度以及1到3000米深度的月殼巖石結(jié)構(gòu)。 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)場檢測。
月球表面松軟,崎嶇不平,障礙物多,月球車在月面巡視時(shí)采取自主導(dǎo)航和地面遙控的組合模式。
探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正介紹,月球車的導(dǎo)航相機(jī)等設(shè)備能夠?qū)υ旅姝h(huán)境和障礙進(jìn)行感知和識別,然后對巡視的路徑進(jìn)行規(guī)劃。
“包裹式睡眠”應(yīng)對14天長夜考驗(yàn)
月球晝夜間隔大約相當(dāng)于地球上的14天,晝夜溫差大,白天溫度高達(dá)130—150攝氏度,夜間可下降到零下160—零下180攝氏度。“長夜難熬”是月球車必須面對的考驗(yàn)。
為解決這一問題,技術(shù)人員為月球車設(shè)計(jì)了可以伸縮的太陽能帆板,白天發(fā)電時(shí)展開,夜晚則收起來,“正好將儀器設(shè)備包在里面”。這種“包裹式睡眠”,有助于保證儀器不會(huì)失溫,保障各種儀器不被凍壞,并且有剩余電力在月球上的第二天早晨“自主醒來”,展開太陽能帆板迎接新一天的陽光。此外,白天時(shí),帆板還可以調(diào)整角度,避免被陽光照射得太熱。
對話專家
40年,月球車的“前世今生”
科技日報(bào):月球車經(jīng)歷了40年的發(fā)展,有哪些技術(shù)上的飛躍?