中国月球车衣食住行


大洋新闻 时间: 2007-10-24 来源: 广州日报

  这个长得像小鸵鸟一样的小家伙究竟将如何在陌生而凶险的月球上保证自己的衣食住行?已经能在沙石中行进自如的月球车能否适应真正的月球环境?又有哪些难关等着科研人员们继续攻克?

  月球车分两类

  1 无人驾驶月球车——由轮式底盘和仪器舱组成,用太阳能电池和蓄电池联合供电。这类月球车的行驶是靠地面遥控指令。1970年11月17日,苏联发射的“月球”17号探测器把世界上第一台无人驾驶的月球车——“月球车”1号送上月球。此车重约1.8吨,在月面上行驶了10.5公里,考察了8万平方米的月面。

  2 有人驾 

  驶月球车——这是由宇航员驾驶在月面上行走的车。主要用于扩大宇航员的活动范围,可随时存放宇航员采集的岩石和土壤标本。这类月球车的每个轮子各由一台发动机驱动,靠蓄电池提供动力,轮胎在-100摄氏度低温下仍可保持弹性。1971年9月30日,美国“阿波罗”15号飞船登上月球,两名宇航员驾驶月球车行驶了27.9公里。

  住——如何适应冰火两重天?

  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℃,而夜间则会降至零下180℃,昼夜温差高达330℃;而且因为月壤的热导率极低,即使在日间,只要月球车的一个部件处在阴影下,阴影中与阴影外的温差同样高达300℃,是一个彻底的“冰火两重天”。

  难点:巨大温差考验月球车材料

  由于月球的巨大温差,月球车材料必须保证自身的工作温度横跨300℃。这是月球车下一步研制工作的重点攻关对象之一。参与研制的科研人员尤其指出,过大的温差会使橡胶迅速老化,因此月球车轮胎将使用特殊材料,克服温差。

  食——如何抗饿14天?

  月球自转一周是28天,因此月球上的一个夜晚相当于地球上14天。这意味着长达半个月时间,月球车无法指望太阳能供电,它究竟要怎样开源节流,熬过漫长黑夜?

  突破一:同位素热源增加能源供给

  我国新研制的月球车将借助同位素热源,保证月球车在月夜中正常运转。专家指出,这将大大缩小蓄电池的体积,有利于增加单位体积下月球车的能源供给量,帮助其储备足够冬粮。

  为了说明同位素热源在缩小蓄电池体积上的优势,科研人员以某种利用同位素衰变原理发明的核电池为例,其重量仅为160克,体积仅18立方毫米,如果换用产生同样功率的化学电池,则重量几乎与成人

  衣——如何

  防辐射防尘?

  因为缺乏大气,登陆后的月球车完全暴露在多种宇宙射线下,强烈电磁辐 

  射可能破坏电子遥控系统,对接收系统的最大接收功率提出高要求。

  难点一:月球辐射环境很难模拟

  月球表面覆盖着厚度不一的月壤,有些地方厚达5到6米。微尘对仪器设备的磨损很有可能影响仪器的工作效率与数据分析的准确程度。月球每天直接面对超新星与太阳风暴等大量宇宙射线,而宇宙射线击中月球表面时会引发微型核反应,其结果就是月球表面产生大批危险的次级辐射。换句话说,月球车等于处在宇宙辐射的“天罗地网”之中,增加了月球环境的还原难度。

  难点二:如何减少微尘磨损仪器

  由于太阳紫外线辐照的影响,月壤细粒会周期性的升起,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,进入甚至覆盖月球车所载仪器设备。

  为此,美国田纳西大学科学家提出利用磁场制作月球空气过滤器的设想。利用多个永久磁铁产生一个巨大的磁场,以吸附空气中的月球尘埃微粒。而关掉过滤器,就能把尘土擦掉。专家认为我国月球车的研制提供了一些新思路。

  行——如何

  在月球上学走路?

  地月之间38万公里的距离,使得月球车接收地面指示需要3秒钟时间,因此月球车在月球上走路,第一就是要学会认路。而月球表面崎岖不平,除了各种山坡,还有大大小小的石块与陨石坑,这要求月球车还需有一双好脚力。

  突破一:采用新型视觉系统

  目前亮相的月球车,拥有3双眼睛,其前、后和顶端,各有一架双目立体相机。其中,位于车顶端的全局导航相机可以360度旋转。据专家介绍,这三双“眼睛”能观察到前方3米以内的地貌,进而自己编辑地图确定行进路线。而当前方遇到大于30度的斜坡、高于25厘米的石头、直径2米以上的月面撞击坑时,“眼睛”会在3米之外发出预警,指示月球车紧急绕行。

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