中華牌月球車

中華牌月球車

中華牌月球車是由航天科技集團第五研究院主要負責研製,中國教育部以湖南大學為核心以及多個高校共建的“深空探測中心”提供技術支持,多年共同自主研製的月球車。中華月球車自重120公斤,可載重20公斤,壽命為3個月,可在月球上3公里範圍內連續行走10公里,具有自動避障等功能。

基本介紹

  • 中文名:中華牌月球車
  • 研製方:中國航天科技集團
  • 重量:120公斤
  • 載重:20公斤
  • 壽命:3個月
  • 特點:具有自動避障功能
儀器簡介,儀器數據,具備功能,參與計畫,即將套用,著陸方式,

儀器簡介

(Chinese sign lunar jeep ;Zhonghua lunar rover)。
2010年04月9日,在重慶向各大高校學子作主題為《嫦娥一號與深空探測》報告時,中國科學院院士、中國嫦娥工程總指揮兼總設計師葉培建透露,我國至少已研製出了十幾架月球車。月球車是一種能夠在月球表面移動,並完成探測、採集和分析樣品等複雜任務的機器人。所以叫“中華牌”是因為該月球車純粹中國自行研製。
按照時間表,“嫦娥二號”探月衛星2010年年內將擇日奔月,“嫦娥四號”探月衛星工程也已進入初樣階段工作,進展良好。2013年,由中國自行設計研製的“中華牌”月球車將乘坐“嫦娥三號”探月衛星“親近”月球並完成月球軟著陸過程,實施無人登月探測,主要探測月球表面及內部情況。

儀器數據

中華月球車由中國航天科技集團公司第五研究院主要負責研製,自重120公斤,可載重20公斤,壽命為3個月,可在月球上3公里範圍內連續行走10公里,具有自動避障等功能。

具備功能

歐陽自遠指出,由於月球表面沒有空氣,因此月球車下降時需要開啟發動機,一邊落一邊往上推,慢慢落至距月球4米的位置,熄滅發動機,儀器將採用自由落體的方式,軟著陸在月球上。同時,中華月球車將實現自主導航,並能指揮儀器進行操作,最後把數據傳回地球。月球車底下還裝有測月雷達,將切開月球下面100米深度的地方進行探測。
中華牌月球車
據專家介紹,中華月球車上有兩個太陽儀,其中一個可自由旋轉,尋找太陽位置,吸收熱量進行發電;另外一個則可以蓋在車身上減少熱量散發。中華月球車採用“六輪搖臂式”行走機構,各只輪子可同時適應不同高度,是一位“爬行高手”。
此外它還有一條機械臂,能在月壤、月岩中勘探取樣,供現場檢測。同時,中華月球車將太陽能和核能作為能源。由於月球晝夜間隔大約相當於地球上的14天,所以當黑夜降臨時,為防止車載儀器被零下100多攝氏度的低溫凍壞,月球車必須要核電池的能量來保溫,並維持與地面的通訊。而當新的白晝來臨,電池就能重新依靠太陽能工作。

參與計畫

中國探月工程的總體目標是:通過探月工程的實施,突破無人月球探測的主要關鍵技術,實現對月球的環繞、著陸、巡視探測和採樣返回,形成探測器、深空測控網和運載火箭等一系列功能單元和自主創新的月球科研成果,具備開展無人月球探測的基本能力;初步建立中國深空探測的科學、技術和工程體系及創新團隊,為空間科學研究和深空探測的可持續發展奠定基礎。
“中華牌”月球車:將與月球的零距離接觸“中華牌”月球車:將與月球的零距離接觸
探月工程計畫分“繞、落、回”三期。
一期工程計畫2010年下半年發射“嫦娥一號”衛星,繞月飛行,做月球探測。二期工程將向月球發射一個軟著陸器,並攜帶月球車,在著陸區附近進行現場探測。
二期工程的另一項重要任務是為後續的三期工程做準備。
三期工程中的無人探測器將對月球表面樣品進行採集,並帶回地球分析研究。
第一期的“繞”,即發射中國第一顆月球探測衛星,突破至地外天體的飛行技術,實現首次繞月飛行。
第二期的“落”,即發射月球軟著陸器,並攜帶月球巡視勘察器(俗稱月球車),在著陸器落區附近進行就位探測,這一階段將主要突破在地外天體上實施軟著陸技術和自動巡視勘測技術。
第三期的“回”,即發射月球採樣返回器,軟著陸在月球表面特定區域,並進行分析採樣,然後將月球樣品帶回地球,在地面上對樣品進行詳細研究。這一期將主要突破返回器自地外天體自動返回地球的技術。
探月工程本著以實現最終功能為目標,分步實施為原則,工程的每一步都是對前一步的深化,並為下一步奠定基礎,其遞進銜接關係表現為:
一期工程:地月轉移+環月
將突破地月轉移軌道和近月制動等關鍵技術,實現繞月探測,對月球進行全球性普查式探測。
二期工程:地月轉移+環月+軟著陸/巡視勘察
掌握在月面著陸、就位和巡視探測及月夜生存等技術,實現軟著陸和巡視探測,開展月球區域性的精細就位探測。
三期工程:地月轉移+環月+軟著陸/巡視勘察+月面上升+月球軌道交會對接+月地轉移+地球大氣再入
掌握月面起飛、月面取樣和月球軌道交會對接、月-地返回飛行的技術。將新研製上升艙和返回艙,繼承並完善軌道器、著陸探測器、巡視探測器等功能單元,突破月球軌道交會對接和月面採樣返回等關鍵技術,實現採集月表樣品返回地面後的試驗室精準分析。
從“繞”“落”“回”三期工程的科學目標看,同樣有明顯的遞進關係:
“繞”:全球性、整體性與綜合普查
“落”:區域性精細就位分析

即將套用

2013年下半年,中國將發射首個月球著陸探測器——嫦娥三號。備受外界矚目的是,此次嫦娥三號的發射將搭載一部由我國自主研製的“中華牌”月球車,並首次實現與月球的零距離接觸。“月球車”全名為“月面巡視探測器”,是集航天系統工程和智慧型機器人為一體的太空飛行器,能完成月球探測、考察、收集和分析樣品等複雜任務。
模擬圖模擬圖
月球是一個無風、無雨、無水、無氣、冷熱劇變的天體,與地球環境截然不同。因此,中華月球車想要順利完成任務,必須為能夠適應那裡的環境做充分的準備。
如月球晝夜溫差大,白晝溫度高達130-150攝氏度,夜間可下降到零下160-180攝氏度,月球車如何能長時間在極端溫度條件下正常工作是一個難題;月球表面沒有大氣保護,太陽風、太陽耀斑等高能粒子直接輻射到月球表面,會對月球車部分高集成度微電子器件造成損害;月球表面的重力加速度僅為地球表面的1/6,月球車能否在低重力的月球表面完成動作也將是很大的考驗;月球表面的月壤也是影響月球車行駛性能的重要因素。
據了解,整個月球表面覆蓋著一個鬆散層,由岩石碎塊,角礫狀岩塊、砂和塵土組成,稱為月壤。由於月壤鬆軟,因此月球車在上面行駛時很容易打滑。此外,月球車行走時,月壤細粒也會大量揚起,形成月塵,一旦附著便很難清除。同時,月塵還可能引起很多故障,包括機械結構卡死、密封機構失效、光學系統靈敏度下降等。
對於中華月球車來說,“過夜喚醒”是個難題,不僅要經受電池的考驗,更重要的是要經受零下160-180攝氏度低溫的考驗。

著陸方式

月球軟著陸器通過反推火箭緩衝,在月面上徐徐降落,艙門打開,自動彈出斜梯。月球車緩舒展開蜷縮的身體,調整好姿態,走出艙門,滑下斜梯,開始漫步月球……被譽為“嫦娥之父”的中國科學院院士、中國月球探測工程首席科學家歐陽自遠曾這樣描述中國月球車將來登臨月球的場景。

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