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中国月球车: 如何适应月球凶险环境
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| 科技日报 2007-04-17 |
突破二:月球车在夜晚“缩骨”保温。
据上海航天局专家透露,为了尽可能多地吸收太阳能转化为能量,日间月球车会伸展双翼尽量扩大自己与外界的接触面积,但到了寒冷的夜晚,过大的接触面积同样会加快月球车的热量损失,因此,夜晚的月球车将会跟小动物睡觉一样缩成一团,将接触面积减到最小。
疑问三: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:巨大温差对月球车材料提出苛刻要求。
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。
疑问四: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儿与陨石坑,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。
此次展出的月球车,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。
突破二:采用独立驱动的“六轮摇臂式”行走系统。
此次在上海展出的无人月球车,针对月球的复杂地貌,采用了独立驱动的“六轮摇臂式”行走系统。中国科学院力学所科研人员刘兆解释道,月球车的每个轮子都有自己独立的驱动系统,使得它们可以自行调整高度,就仿佛人的各个关节,既可以互相协助,又可以独立运动,“是一位名副其实的‘爬行高手’”。
难点:重力对月球车行走的制约。
月球重力仅为地球的1/6,这使得月球表面的土壤远比地球上松软,月球车的行进效率会降低。而低重力导致的摩擦系数降低,使得月球上的行走远比地球上容易打滑,这对月球车的控制系统提出了更高的要求。如何在微重力的环境下保证动作的准确度、提高月球车的行进效率,是科研人员下一步的工作重点之一。
原始新闻
中国自行研制的两款月面巡视探测器,3月31日在上海宇航系统工程研究所亮相。
月面巡视探测器通常被称为月球车,是中国“绕、落、回”“三步走”探月工程中,实现第二步“落”的重要部分。
此次展示的两款月球车,型号分别为MR-2和MR-3,是由上海航天局牵头,哈尔滨工业大学、沈阳自动化研究所、国防科技大学等数十家单位联合研制的。
有关专家表示,此次亮相的两款月球车还只是原理样机,要成为真正意义上的“月球车”,下一步还需攻克一些关键技术,如在极端温差以及相当于地球六分之一重力环境下的生存适应、月夜期间能源供应、视觉导航等。
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