这兔子 不简单：耐热又抗寒 避障能爬坡

　　当嫦娥三号完成发射，飞行到达月球时，着陆探测器采取不同制导方式，从距月面15公里处开始动力下降，经主动减速、调整接近、悬停避障等飞行阶段，实现路径优、燃料省、误差小的安全着陆。

　　着陆探测器实现在月球表面软着陆后，首先由着陆器为“玉兔”月球车充电，之后“玉兔”与地面建立通信链路，控制连接解锁机构解锁，驶上转移机构，着陆器再控制转移机构运动到月面，“玉兔”驶离转移机构，开始在月面巡视勘察。

　　根据科学探测需要，“玉兔”将对巡视区月表进行三维光学成像、对月表进行红外光谱分析、开展月壤厚度和结构探测、对月表物质主要元素进行现场分析等。它传回地球的数据，将帮助人们更加直接、更加准确地了解38万公里外神秘、美丽的月亮。

　　“玉兔”要闯5道关

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　　114天“黑暗期”如何熬过？

　　工作“睡觉”14天一轮回

　　月球绕地球转一圈需要28天多，月球自转也是28天。这意味着，月球上的一昼夜相当于地球上的28天，月球上的一个夜晚相当于地球上的14天。这意味着在长达近半个月的时间里，月球车无法指望太阳能供电，它究竟要怎样开源节流，才能熬过漫长黑夜？

　　科研人员为“玉兔”号精心设计了休眠模式——14天工作、14天“睡觉”。该“睡觉”的时候自动进入休眠状态养精蓄锐，该“起床”的时候又能自动唤醒重新投入工作。这种“日出而作，日落而息”的规律作息，极大地增强了“玉兔”号适应月表恶劣环境的生存能力。

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　　如何承受330℃温差？

　　太阳能面板+原子能电池

　　由于月球没有大气层，温度的变化全由阳光直接决定，所以日间最高温度可达150℃，昼夜温差高达330℃。如何承受巨大温差，是一个难题。

　　测控系统主任设计师张波介绍，“白天时，月球车的太阳能电池帆板要调整角度，避免被阳光照射得太热。最热的月午，月球车还要进行‘午休’。”张波介绍，“玉兔”设计寿命为3个月，这意味着其要经历3个月球白天和3个月球黑夜。所有的工作，要在月球时间的“上午”和“下午”完成。

　　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，对于一些特别娇嫩的设备，车内专门准备了“暖宝”——月球车将首次使用我国自主研制的原子能电池，接受严寒、酷暑的考验。其热控系统将使工作时的舱内温度控制在20℃至55℃之间。

　　3

　　月尘进入设备如何清除？

　　控制姿势等方式消除月尘

　　由于太阳紫外线辐射的影响，月壤细粒会周期性地升起，而月球重力仅为地球的1/6，月球车行走时更容易带起大量月壤细粒，形成月尘。月尘可能进入甚至覆盖月球车所载仪器设备，一旦附着很难清除。月尘可能引起月球车很多故障，包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。

　　专家表示，月球车会通过控制姿势等方式消除月尘。

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　　恶劣“路况”如何克服？

　　4只“眼睛”确保安全避让

　　全程参与研制的主任设计师肖杰说，月球重力是地球的六分之一，表面土壤非常松软，凹凸不平，有石块、有陨石坑，还有陡峭的高坡。在这种环境中，月球车既不能打滑，更不能翻车。想要克服这些困难，“玉兔”必须具备“眼观六路、耳听八方”“独立思考、自主判断”的本领。

　　肖杰介绍，“玉兔”有4只“眼睛”，分别是全景相机和导航相机。通过相机观察周围环境，对月面障碍进行感知和识别，然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的陨石坑，能够自主判断安全避让。

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　　如何抵御多种射线辐射？

　　身披“黄金甲”加以阻挡

　　因为缺乏大气，登陆后的月球车将完全暴露在多种宇宙射线下，强烈的电磁辐射可能破坏电子遥控系统，这对接收系统的最大接收功率提出了相当高的要求。

　　“玉兔”被设计为身披“黄金甲”，目的不是为好看，而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。所有这一切，都是为了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。

　　巡月

　　预计12月15日

　　“玉兔”三大任务

　　观天、看地、测月

　　“玉兔”最大的亮点是将完成科学上的三件事，即观天、看地、测月。中国月球探测工程首席科学家欧阳自远表示：“从月球看天文是全世界梦寐以求的，嫦娥一号及嫦娥二号是卫星，是从天上拍，表明中国人有能力到达月球，而嫦娥三号则是落月，是在月面上观天，这在技术上是一大进步。”

　　此外，“玉兔”要做的第二件事就是“看地”。月球上一天是地球上的一个月，月亮上的一个白天就相当于地球上的14天多，因此，在月亮上一个白天相当于连续看地球十四五圈儿。通过“看地”，可以看到地球等离子体层密度变化，这可以反映出地球环境变化。此外，通过“看地”，可以分析全球土壤层厚度、晨昏线环境变化等卫星很难完成的任务。

　　“玉兔”将完成的第三个工作就是测月，这也是一大亮点，即在月球车上做次表层土壤层结构分析。虽然我们选择哪里着陆都可以，但对虹湾区进行测月是没做过的。

　　“玉兔”拍摄范围

　　没北京海淀区大

　　“玉兔”在登月后的主要任务就是探测月球土壤、地下结构等。“玉兔”的运动速度很慢，时速约200米。因此，当月球车从着陆器上出来后，其实也走不了多远，拍摄下的区域还没有北京市海淀区(全区面积430.8平方公里)大。

　　“玉兔”的探测工作主要是通过下面安装的雷达，一边走一边探测月面及月面下，不但可以研究月球表面的化学成分、矿物质，还可以分析土壤地下结构是怎样的、未来资源状态等，这都是其他国家没做过的。

　　此外，月球车上安装有粒子激发X射线谱仪，目的是为了做化学成分分析，而红外光谱仪则是测月壤矿物的，可以大概猜到这一区域月表的年龄历史等。

　　如何探测？

　　“玉兔”会慢慢移动，时速200米。携带测月雷达，可以测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构。

　　档案：

　　名字：“玉兔号”月球车（嫦娥三号月球探测器的巡视器）

　　身材：长方形盒状，长1.5米，宽1米，高1.1米、6个轮子。

　　体重：140公斤。

　　籍贯：中国，全身部件100%“中国制造”。

　　法宝：“腹部”内藏有测月雷达、红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。

　　寿命：设计寿命3个月，将在月球经历3个白天和3个黑夜。

　　绝活：

　　●眼观六路，耳听八方

　　用4只眼睛(分别是全景相机和导航相机)“观察”周围环境，对月面障碍进行感知和识别，然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的撞击坑，能够自主判断安全避让。

　　●前后左右，自如行走

　　在月面巡视时采取自主导航和地面遥控的组合模式，不仅可以自主前进、转弯、后退，还可以原地打转、横向侧摆，确保在危机四伏的月面上畅行无阻。

　　●耐受300℃的温差

　　导航相机：

　　对月面环境和障碍进行感知和识别；对巡视的路径进行规划。

　　太阳能帆板：

　　白天发电时展开，夜晚则收起来，形成“包裹式睡眠”，保温同时有剩余电力在月球上的第二天早晨“自主醒来”，展开太阳能贝板迎接新一天的阳光。

　　白天时，帆板还可以调整角度，避免被阳光照射得太热。

　　机械臂：

　　能在月壤、月岩中勘探取样，供现场检测。

　　轮子：三轴六轮

　　月球车是轮腿复合式，在腿前脚的部位安装轮子，类似哪吒脚踩的风火轮。遇坡时，月球车可抬腿爬行。假如掉到沟里，轮腿复合式系统就可能伸开，试着爬上来。

　　月球车轮上花纹经过特殊处理，避免沉降和翻车。

　　虽披黄金甲 却非装土豪

　　嗨！偶是玉兔，一只长“耳朵”（地月对话通讯天线），4只“眼睛”（头顶的导航相机与前后方的避障相机），一条“胳膊”（负责钻孔、研磨和采样的机械臂）和1对“翅膀”（可伸缩太阳能电池帆板），就是偶的全身装备。

　　虽然身披“黄金甲”，但偶可不是“土豪”！这套“金甲圣衣”由3000余片外热流以及中、高、低温多层组件编织而成，是为了反射月球白昼的强光，降低昼夜温差，阻挡各种高能粒子的辐射，以保护肚子里的仪器。

　　测月雷达：

　　月球车底部安装有一台测月雷达,将在国际上首次实测1米到30米深的月壤厚度以及1米到3000米深度的月壳岩石结构。

　　电池：

　　核电池+太阳能电池。月夜到来时，温度骤降到零下100多摄氏度，月球车靠核电池的能量来保温，保护车载仪器；而一旦一个新白昼来临，太阳能电池就能重新驱动月球车工作。

(来源:广州日报)