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为什么月球车的设计有许多特殊要求?

作者:石磊 来源:科普中国 原标题:为什么月球车的设计有许多特殊要求

嫦娥三号“玉兔”月球车停止工作

  1971年7月31日,月球车首次在月球上进行了行驶。说起月球车,你可知道,为什么它的设计有很多特殊的要求呢?

  月球车是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。它的学名是“月面巡视器”,俗称“月球车”。月球车可分为无人驾驶和有人驾驶两大类。

  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,靠地面遥控指令行驶或自主导航选择路径行驶。有人驾驶月球车是由航天员驾驶在月面上行走的车。它为四轮驱动,靠蓄电池提供动力,最大速度为10~12千米/时,主要用于扩大航天员的活动范围和减少体力消耗,便于随时存放航天员采集的岩石和土壤标本。

  相对于我们常见的汽车来说,月球车有许多的特殊要求。

  首先,月球车面临航天特殊环境,包括力学环境和空间环境的考验。力学环境指在发射过程中运载火箭产生的冲击、振动、过载和噪声,在月面降落过程中制动火箭产生的冲击、过载等。月球车必须经得起这些“摔、打、滚、爬”等折腾。

  其次,月球车还面临极为严峻的月球环境的5个考验。

  (1)路况复杂 月球表面的地面崎岖不平,有石块,有撞击坑,还有斜坡。在这种情况下,月球车的轮子便需要克服重重障碍,既不能打滑,也不能翻车,必须做到前进、后退、转弯、爬坡,样样在行。

  (2)温差大 在月球的一个自转周期内,温度相差可以达到300℃左右。月面上如此急剧变化的温度环境,要求月球车必须自备“空调”,随时给自己调节温度。极端的温度变化会使车轮的橡胶迅速老化,因此月球车轮胎要使用特殊材料。

  (3)辐射强烈 地月空间和月球表面空间辐射的类型、能量和强度都与地球附近大不相同,月球车所使用的电子部件,特别是对辐射尤为敏感的高集成度微电子器件,不采取严格的抗辐射加固措施,是无法工作或达不到设计寿命的。

  (4)智能控制 由于地月距离较远,月球车不能通过遥控实时处理反馈信息,应尽可能自主感知周围环境,自主规划行进路径,自主跨越或者避开障碍,具备较强的独立处理问题的能力。

  (5)自动休眠和复苏 月球上的一天,大约相当于地球上的27天略多。因此,月球昼与夜各相当于地球上的14天。也就是说,月球车白天最多可以连续工作14天;进入月夜以后,它不能发电,就进入休眠状态。14天后,它要能自动醒来继续工作。

  你看,有这么多苛刻的环境要求,月球车的设计绝对是个真正的难题!

文章原载于科普中国网 2018年7月31日 为什么月球车的设计有许多特殊要求 来源:少年儿童出版社

文中配图来自网络。

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月球车,航天,,月球环境

编辑:毕鸣

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