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中华牌月球车

2022-07-12 10:31:52 百科资料

中华牌月球车是由航天科技集团第五研究院主要负责研制,中国教育部以湖南大学为核心以及多个高校共建的"深空探测中心"提供技术支持,多年共同自主研制的月球车。中华月球车自重120公斤,可载重20公斤,寿命为3个月,可在月球上3公里范围内连续行走10公里,具有自动避障等功能。

  • 中文名称 中华牌月球车
  • 研制方 中国航天科技集团
  • 重量 120公斤
  • 载重 20公斤
  • 寿命 3个月

仪器简介

  (Chinese sign lunar jeep ;Zhonghua lunar rover)。

  2010年04月9日,在重庆向各大高校学子作主题为《嫦娥一号与深空探测》报告时,中国科学院院士、中国嫦娥工程总指挥兼总设计师叶培建透露,我国至少已研制出了十几架月球车。月球车是一种能够在月球表面移动,并完成探测、采集和分析样品等复杂任务的机器人。所以叫"中华牌"是因为该月球车纯粹中国自行研制。

中华牌月球车

  按照时间表,"嫦娥二号"探月卫星2010年年内将择日奔月,"嫦娥四号"探月卫星工程也已进入初样阶段工作,进展良好。2013年,由中国自行设计研制的"中华牌"月球车将乘坐"嫦娥三号"探月卫星"亲近"月球并完成月球软着陆过程,实施无人登月探测,主要探测月球表面及内部情况。

仪器数据

  中华月球车由中国航天科技集团公司第五研究院主要负责研制,自重120公斤,可载重20公斤,寿命为3个月,可在月球上3公里范围内连续行走10公里,具有自动避障等功能 。

具备功能

  欧阳自远指出,由于月球表面没有空气,因此月球车下降时需要开启发动机,一边落一边往上推,慢慢落至距月球4米的位置,熄灭发动机,仪器将采用自由落体的方式,软着陆在月球上。同时,中华月球车将实现自主导航,并能指挥仪器进行操作,最后把数据传回地球。月球车底下还装有测月雷达,将切开月球下面100米深度的地方进行探测。

  据专家介绍,中华月球车上有两个太阳仪,其中一个可自由旋转,寻找太阳位置,吸收热量进行发电;另外一个则可以盖在车身上减少热量散发。中华月球车采用"六轮摇臂式"行走机构,各只轮子可同时适应不同高度,是一位"爬行高手"。

  此外它还有一条机械臂,能在月壤、月岩中勘探取样,供现场检测。同时,中华月球车将太阳能和核能作为能源。由于月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天,所以当黑夜降临时,为防止车载仪器被零下100多摄氏度的低温冻坏,月球车必须要核电池的能量来保温,并维持与地面的通讯。而当新的白昼来临,电池就能重新依靠太阳能工作。

参与计划

  中国探月工程的总体目标是:通过探月工程的实施,突破无人月球探测的主要关键技术,实现对月球的环绕、着陆、巡视探测和采样返回,形成探测器、深空测控网和运载火箭等一系列功能单元和自主创新的月球科研成果,具备开展无人月球探测的基本能力;初步建立中国深空探测的科学、技术和工程体系及创新团队,为空间科学研究和深空探测的可持续发展奠定基础。

  探月工程计划分"绕、落、回"三期。

  一期工程计划2010年下半年发射"嫦娥一号"卫星,绕月飞行,做月球探测。二期工程将向月球发射一个软着陆器,并携带月球车,在着陆区附近进行现场探测。

  二期工程的另一项重要任务是为后续的三期工程做准备。

  三期工程中的无人探测器将对月球表面样品进行采集,并带回地球分析研究。

  第一期的"绕",即发射中国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现首次绕月飞行。

  第二期的"落",即发射月球软着陆器,并携带月球巡视勘察器(俗称月球车),在着陆器落区附近进行就位探测,这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。

  第三期的"回",即发射月球采样返回器,软着陆在月球表面特定区域,并进行分析采样,然后将月球样品带回地球,在地面上对样品进行详细研究。这一期将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。

  探月工程本着以实现最终功能为目标,分步实施为原则,工程的每一步都是对前一步的深化,并为下一步奠定基础,其递进衔接关系表现为:

  一期工程:地月转移+环月

  将突破地月转移轨道和近月制动等关键技术,实现绕月探测,对月球进行全球性普查式探测。

  二期工程:地月转移+环月+软着陆/巡视勘察

  掌握在月面着陆、就位和巡视探测及月夜生存等技术,实现软着陆和巡视探测,开展月球区域性的精细就位探测。

  三期工程:地月转移+环月+软着陆/巡视勘察+月面上升+月球轨道交会对接+月地转移+地球大气再入

  掌握月面起飞、月面取样和月球轨道交会对接、月-地返回飞行的技术。将新研制上升舱和返回舱,继承并完善轨道器、着陆探测器、巡视探测器等功能单元,突破月球轨道交会对接和月面采样返回等关键技术,实现采集月表样品返回地面后的试验室精准分析。

  从"绕""落""回"三期工程的科学目标看,同样有明显的递进关系:

  "绕":全球性、整体性与综合普查

  "落":区域性精细就位分析

即将应用

  2013年下半年,中国将发射首个月球着陆探测器--嫦娥三号。备受外界瞩目的是,此次嫦娥三号的发射将搭载一部由我国自主研制的"中华牌"月球车,并首次实现与月球的零距离接触。"月球车"全名为"月面巡视探测器",是集航天系统工程和智能机器人为一体的航天器,能完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务。

模拟图

  月球是一个无风、无雨、无水、无气、冷热剧变的天体,与地球环境截然不同。因此,中华月球车想要顺利完成任务,必须为能够适应那里的环境做充分的准备。

  如月球昼夜温差大,白昼温度高达130-150摄氏度,夜间可下降到零下160-180摄氏度,月球车如何能长时间在极端温度条件下正常工作是一个难题;月球表面没有大气保护,太阳风、太阳耀斑等高能粒子直接辐射到月球表面,会对月球车部分高集成度微电子器件造成损害;月球表面的重力加速度仅为地球表面的1/6,月球车能否在低重力的月球表面完成动作也将是很大的考验;月球表面的月壤也是影响月球车行驶性能的重要因素。

  据了解,整个月球表面覆盖着一个松散层,由岩石碎块,角砾状岩块、砂和尘土组成,称为月壤。由于月壤松软,因此月球车在上面行驶时很容易打滑。此外,月球车行走时,月壤细粒也会大量扬起,形成月尘,一旦附着便很难清除。同时,月尘还可能引起很多故障,包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。

  对于中华月球车来说,"过夜唤醒"是个难题,不仅要经受电池的考验,更重要的是要经受零下160-180摄氏度低温的考验。

着陆方式

  月球软着陆器通过反推火箭缓冲,在月面上徐徐降落,舱门打开,自动弹出斜梯。月球车缓舒展开蜷缩的身体,调整好姿态,走出舱门,滑下斜梯,开始漫步月球……被誉为"嫦娥之父"的中国科学院院士、中国月球探测工程首席科学家欧阳自远曾这样描述中国月球车将来登临月球的场景。

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