嫦娥三號探測器預(yù)計(jì)將于今年12月發(fā)射，其承擔(dān)月面巡視探測任務(wù)的中國第一輛月球車(月球巡視探測器)同樣備受矚目。這輛月球車究竟是什么樣?它將怎么進(jìn)行它的“探月之旅”?又會(huì)完成哪些科學(xué)任務(wù)?25日，在北京舉行的嫦娥三號月球車全球征名活動(dòng)上，這些問題一一得到解答。

結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)質(zhì)量為140千克，由移動(dòng)、導(dǎo)航控制、電源、熱控、測控?cái)?shù)傳等八個(gè)分系統(tǒng)組成

“月球車并不是一輛車，而是一臺(tái)長著輪子、能適應(yīng)惡劣環(huán)境并開展科學(xué)探測的航天器，一個(gè)小型化、低功耗、高集成的機(jī)器人。”中國航天科技集團(tuán)公司宇航部部長趙小津說。

“嫦娥三號”月球車原車設(shè)計(jì)質(zhì)量為140千克，由移動(dòng)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、導(dǎo)航控制、綜合電子、電源、熱控、測控?cái)?shù)傳和有效載荷共八個(gè)分系統(tǒng)組成。以太陽能為能源，能夠耐受月表真空、強(qiáng)輻射和高溫差等極端環(huán)境。

從已曝光的模型圖上看，月球車主體為長方形盒狀，車底安有六個(gè)輪狀的移動(dòng)裝置，頂部兩片太陽翼可以打開，車尾部上有很多天線。右后側(cè)是導(dǎo)航相機(jī)和全景相機(jī)。腹部“武器”最多：包括紅外成像光譜儀、避障相機(jī)、機(jī)械臂、激光點(diǎn)陣器等。

“到達(dá)月球軌道后，月球車將由著陸器背負(fù)，由變推力液體火箭發(fā)射器控制，通過各種光學(xué)、微波等敏感器測量，在月球表面百米高度上進(jìn)行懸停和平移，以規(guī)避巖石和深坑等障礙，選擇最佳著陸點(diǎn)緩慢降落月球表面。”趙小津說。

著陸器實(shí)現(xiàn)在月球表面軟著陸后，首先由著陸器為月球車充電，對月球車進(jìn)行初始化;之后，月球車與地面建立通信鏈路，控制連接解鎖機(jī)構(gòu)解鎖，走上移動(dòng)機(jī)構(gòu);在此之后，著陸探測器將控制轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到月面，月球車駛離轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，開始3個(gè)月的月面巡視勘查。

在這個(gè)過程中，月球車將采取路徑優(yōu)、燃料省、誤差小的模式，經(jīng)過主動(dòng)減速、調(diào)整接近、懸停避障等階段實(shí)現(xiàn)安全著陸。

性能

可耐受攝氏零下180度至零上150度的極限溫度，具有20度爬坡、20厘米越障的能力

月球表面白晝時(shí)溫度高達(dá)150度，黑夜時(shí)低至零下180度，溫差超過300度，尤其是月面上的晝、夜時(shí)間差分別長達(dá)約14天，必須保證月球車在長時(shí)間極端溫度條件下能夠正常工作。為了在極端環(huán)境下順利完成任務(wù)，月球車熱控分系統(tǒng)利用導(dǎo)熱流體回路、隔熱組件、散熱面設(shè)計(jì)、電加熱器、同位素?zé)嵩?，可耐受攝氏零下180度至零上150度的極限溫度。工作時(shí)的艙內(nèi)溫度可以控制在攝氏零下20度至零上50度之間。

此外，月球重力是地球的1/6，月球表面的土壤非常松軟，而且崎嶇不平，石塊、隕石坑遍布。在這種情況下，月球車既不能打滑下陷，還要能爬坡越障。為了適應(yīng)月球的這種地表情況，“嫦娥三號”月球車移動(dòng)分系統(tǒng)采用輪式、搖臂懸架方案，由車輪、搖臂和差動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，具備前進(jìn)、后退、原地轉(zhuǎn)向、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向、20度爬坡、20厘米越障的能力。

“月球車能夠?qū)υ旅姝h(huán)境和障礙進(jìn)行感知和識別，然后對巡視路徑進(jìn)行規(guī)劃。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說。

任務(wù)

對月表進(jìn)行三維光學(xué)成像、紅外光譜分析，對月表物質(zhì)主要元素進(jìn)行現(xiàn)場分析

月球上的一天相當(dāng)于地球上的27天多，月球晝夜間隔相當(dāng)于地球上14天。

李本正說，月球車具備月球表面環(huán)境的生存能力，該休息的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，并能自動(dòng)喚醒重新工作。

由于月夜無法通過光能發(fā)電，“嫦娥三號”月球車電源分系統(tǒng)由兩個(gè)太陽電池陣、一組鋰離子電池組、休眠喚醒模塊、電源控制器組成，利用太陽能為車上儀器和設(shè)備提供電源，不僅可以保證月球車白天連續(xù)工作相當(dāng)于地球的14天，在月球車進(jìn)入休眠狀態(tài)14天后還必須能夠自動(dòng)喚醒重新工作。

在月球表面巡視的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。