这主要是因为月球上面的路况本身比较复杂,同时也有着一定的环境考验。
每当我们提到月球车的时候,很多人首先想到的可能是月球车的设计方式,同时也会认为月球车的设计非常复杂。从某种程度上来说,因为月球和地球本身有着不同的气候条件,月球的气候条件会更为极端,月球车本身需要完成各种科研任务,所以月球车的设计本身有着非常高的要求,能够在月球上投放月球车的国家更是屈指可数。

月球车本身需要满足月球上的路况条件。
如果从我们地球来看的话,虽然月球表面看似比较光滑,但事实上,月球表面的路况非常复杂,同时也充满了崎岖不平的路面。如果用正常的车在月球上行驶的话,车辆非常可能会因为各种极端的路况而出现故障。月球车不仅需要满足能够在平地上行驶的需求,同时也需要克服各种艰难的地理条件。
月球车也需要应对月球上的辐射问题。
因为月球本身并没有大气层,所以来自宇宙空间的太阳辐射非常强烈。在这种情况下,月球车上面的各种电子元器件非常有可能会受到辐射的影响。正是因为这个原因,月球车一般会做非常强的抗辐射措施,通过这种方式来进一步保护敏感的电子元器,这个方式也能够进一步帮助月球车实现科研考察的任务。
最后,月球车也需要应对地球上的气候温差的难题。因为月球本身的自然周期比较快,在靠近太阳的一面的时候,月球上的温度可以达到100度左右。而在背对太阳一面的时候,月球上的温度会直接降到零下几十度,因为月球上的昼夜温差比较大,所以预测说也需要克服温差的问题。
为何月球车“玉兔”回传的月球是黑白色?
十来天后,“玉兔”号月球车就将在月球开始巡视探测之旅。不过月球表面覆盖了一层厚度不等的月壤,约95%的颗粒属毫米级,月球车在月面上行走会不会造成扬尘,是否影响工作?这是一个令人担心的问题。如此微小的尘埃,很容易飘浮起来,如果蒙在月球车的相机镜头上,就等于罩住了“眼睛”,如果进入一些敏感仪器,可能影响工作效率,甚至导致故障。

为解决这一难题,中国航天科技集团公司总环部花了3年多时间进行技术攻关,在地面模拟月球的月尘环境,观察月球车的行走过程,这项技术也填补了国内空白。项目组首先发明了拟月尘制备装置,生产出成分、密度、颗粒分布以及颗粒几何形状上近似于真实月尘的颗粒。
光有毫米级的颗粒可不行,还要把这些颗粒均匀淋撒在试验器件上,要求每平方米20克,相当于把半勺盐均匀撒在一平米的地方,这事挺难。为此科研人员设计了模拟月尘淋撒装置,能在一平米均匀淋撒0.1克的模拟月尘。
嫦娥三号上的雷达天线、望远镜、相机等5件有效载荷部件全部参与了月尘环境摸底试验,今后还将持续进行嫦娥五号除尘试验的技术攻关。 为模拟月球环境,项目组与真空技术专家一起,在有大量毫米级模拟月尘的综合环境中制造真空环境,为试验提供真空载尘的研究条件。科研人员在这个环境下分别研究了无花纹、直花纹、斜花纹等仿真车轮的扬尘试验,记录下三种花纹车轮的临界起尘点,车轮转速与起尘高度,扬尘颗粒的速度、尺寸范围、运动轨迹和范围等试验数据。
研究发现,空气状态下的扬尘现象受气流扰动影响极大,与真空状态下的试验规律完全不同,为月面巡视探测及未来载人巡视器车轮扬尘问题提供了重要参考和依据。
“玉兔”月球车是我们自行开发的可以在月球表面自主行走的移动勘探设备,长1.5米、宽1米、高1.1米、自重140公斤,能抵御月球极端低温、强宇宙辐射等恶劣环境,是攀登20度斜坡、超过20厘米的障碍。这些数据似乎没什么大不了的,加上玉兔号速度很慢,每小时只有200米,孩子的婴儿车也很容易超过。为什么“玉兔”跑得这么慢,完全跑不动?不是的。月球车跑得不快的原因是身上装有10多件精密科学仪器。其任务不是向月球撒欢,而是像科学家一样对月球表面进行各种科学勘探。需要通过无线通信链接将探测到的数据发送到“嫦娥”登月器,并从嫦娥返回地球的测量站。
我们的第一辆月球车“玉兔号”共载有4台全景摄像机和导航摄像机,可以自行判断障碍,避开障碍,还可以自主规划行进路线。还拥有具备红外成像光谱仪、激光点阵、粒子刺激X射线光谱仪、月球测量雷达等多种功能的10多台科学设备。月球车不仅可以通过月球雷达检测下面100米厚的月球土壤结构,还可以通过机械臂对月球土壤进行毫米级取样、粉碎和现场分析。因为月球车燃料电池的工作温度在0~50摄氏度左右,所以被装在车前面有热交换装置的灰尘盒子里。盒子表面有小方形格子的镜子不是太阳能板,而是反射阳光的散热器。平时这个散热器上面有盖子(屏幕中立的金色盖子),主要发挥防尘效果。阿波罗15号月球车显然不能完全做到。
美国当年登陆月球时,宇航员的宇航服都很笨重。虽然在月球上感觉宇航服不太重,但宇航服的压力层、关节保护等结构仍然使宇航员难以行走。从月月视频中可以看到,宇航员没有像快步那样双腿弯曲,在月面行走时也使用了拐杖。后来,阿波罗15日以后,带着月球车,以蓄电池为动力,作为宇航员代步工具,美国前几次登月的距离比较近,最后两次走得更远。
玉兔2号不同。它承载着中性原子探测器、红外光谱等多种科学载荷,目的是了解太阳风对月球的影响,了解月球表面的元素构成,了解月球地下表面附近及地下深处的信息。有些人和没有人不一样。人的自主性很高。月球车翻转,人也能翻转它,不能出故障。但是玉兔2号不同。月球是为探测而制造的,不能跑得快,月尘可能会被组件卡住,所以不能移动。
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