◎“玉兔号”月球车有耐极温,可避障,能爬坡等特点　◎将工作三个月,能够探测月表下100米深层的结构
　　11月26日,国防科工局宣布,备受瞩目的中国首辆月球车——嫦娥三号巡视器,正式定名“玉兔号”。执行“落月”任务的嫦娥三号月球探测器搭载的中国首辆月球车“玉兔号”也将在落月后初显身手,它将实现中国人与月球首次“零距离接触”的梦想。
　　月球车智能程度最高
　　为实现月面软着陆,中国研发出新型航天平台——着陆探测器,采用梁板复合式结构设计和可大范围伸缩的四腿式着陆缓冲机构,并设计自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。着陆探测器搭载的“月面巡视探测器”俗称月球车,是在月球表面行驶并对月球进行考察、收集和分析样品的专用车辆。
　　中国月球探测工程首席科学家,被誉为“嫦娥之父”,欧阳自远院士介绍,月球车是我国最高智能机器人,集中了机器人的很多优势。月球车能完全自主导航,在月亮上可以根据照相机拍到的四周情况,自己决定该走哪条路、怎么走；可以自主避障,前面有大石头挡住了,过不去了,知道怎么避开这个障碍；还可以自动上坡下坡,能够走它就走,走不过去就绕着走,它挺聪明的。
　　月球车以太阳能为能源,能够耐受月表真空、强辐射、+150℃～-180℃极限温度等极端环境。
　　另外,月球车可以指挥身上的仪器,到了一个地方停下来,然后指挥身上的仪器探测月球。在月球车上有一台测土壤成分的仪器,叫粒子激发X射线谱仪。欧阳自远介绍,月球车下装了一台雷达,可以测地下100米深次表层的结构,这是世界上其他国家没有干过的。
将开展多项科学探测
　　着陆探测器实现在月球表面软着陆后,首先由着陆器为月球车充电,之后月球车与地面建立通信链路,控制连接解锁机构解锁,驶上转移机构,着陆器再控制转移机构运动到月面,月球车驶离转移机构,开始在月面进行为期三个月的巡视勘察。
　　“玉兔”最大的亮点是将完成科学上的三件事,即观天、看地、测月。根据科学探测需要,嫦娥三号任务“玉兔号”月球车可对巡视区月表进行三维光学成像、对月表进行红外光谱分析、开展月壤厚度和结构探测、对月表物质主要元素进行现场分析等。
　　在月面巡视勘察过程中,月球车可以利用相机对周围环境进行感知,并将数据传回地面；地面控制中心利用环境数据和月球车状态信息建模、分析和规划,并对规划进行运动仿真和验证,把通过验证的控制指令再上传给月球车。月球车将执行控制指令,并自主完成近距离障碍识别和局部路径规划,利用携带的仪器进行科学探测,对于给出的任务计划,还可以根据具体情况选择地面操作模式或者自主运行模式。

攻克四大难关
“玉兔”为省电隔14天需休眠
　　专家介绍,“玉兔”想要在月球上圆满完成任务,需要闯过四道关。
难关1　14天“黑暗期”如何熬过?
　　月球绕地球转一圈需要28天多,月球自转也是28天。这意味着,月球上的一昼夜相当于地球上的28天,月球上的一个夜晚相当于地球上的14天。这意味着在长达近半个月的时间里,月球车无法指望太阳能供电,它究竟要怎样开源节流,才能熬过漫长黑夜?
　　为此,科研人员为“玉兔”号精心设计了休眠模式——14天工作,14天“睡觉”。该“睡觉”的时候自动进入休眠状态养精蓄锐,该“起床”的时候又能自动唤醒重新投入工作。这种“日出而作,日落而息”的规律作息,极大地增强了“玉兔”号适应月表恶劣环境的生存能力。
难关2　日夜温差高达330度如何适应?
　　测控系统主任设计师张波介绍,“白天时,月球车的太阳能电池帆板要调整角度,避免被阳光照射得太热。最热的月午,月球车还要进行‘午休’。”张波介绍,“玉兔”号设计寿命为3个月,这意味着其要经历3个月球白天和3个月球黑夜。所有的工作,要在月球时间的“上午”和“下午”完成。
难关3　面对崎岖“月球路”玉兔坎坷行
　　全程参与研制的主任设计师肖杰说,月球重力是地球的六分之一,表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。想要克服这些困难,“玉兔”号必须具备“眼观六路、耳听八方”“独立思考、自主判断”的本领。肖杰介绍,“玉兔”号有4只“眼睛”,分别是全景相机和导航相机。通过相机观察周围环境,对月面障碍进行感知和识别,然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的陨石坑,能够自主判断安全避让。
难关4　如何阻挡多种宇宙射线辐射
　　因为缺乏大气,登陆后的月球车将完全暴露在多种宇宙射线下,强烈的电磁辐射可能破坏电子遥控系统,这对接收系统的最大接收功率提出了相当高的要求。
　　“玉兔”被设计为身披“黄金甲”,目的不是为好看,而是为了反射月球白昼的强光,降低昼夜温差,同时阻挡宇宙中各种高能粒子的辐射。所有这一切,都是为了支持和保护月球车的腹中“秘器”——红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。
◎释疑
“玉兔”将永驻月宫
　　中国探月工程总设计师吴伟仁对网友关注的”玉兔“月球车问题进行了解答。
　　问:在此次“嫦娥三号”任务完成后,月球车和着陆器会永远留在月球上,那两个“宝贝”能坚持工作多久,将来会毁坏或者“牺牲”了吗?上面一些属于我们国家的机密会不会被窃取?
　　答:目前设计的目标是,着陆器在月球工作一年,月球车在月球工作三个月,是按照这个目标来设计的,这是它的设计寿命。它工作过后,就不打算拿回来了,也不可能把它拿回来了,寿命时间过后,就看它的生存能力了,最后肯定是工作一段时间以后,能源耗尽或者其他方面的原因,比如某个部件损害都有可能不能支持它工作,那它就贡献生命了。
　　至于高技术、机密的东西主要是技术上的东西,技术上的东西留在月球上也没关系,也没人能够到上面去探测它或者窃取它,我们没这种担心,也没这种必要,技术总是在发展的,若干年过后,技术会上到新的台阶。
　　问:这次任务会把五星红旗插到月球表面吗?怎么向全世界宣示我们登上月球了呢?
　　答:我们这次在月球车和着陆器上都有五星红旗,但不一定是插在月球上面了。探测器降落下去以后,月球车走下来,月球车和着陆器分别都有相机,会互相拍。最后是希望能够把五星红旗拍到后传回来。
　　问:“玉兔”拍摄范围有多大?
　　答:所有国家的月球车都选择在月球正面着落,这是因为可以保证观测清晰和信号通畅。
　　例如此次嫦娥三号将在月球虹湾区着陆,虹湾区地处月球的北半球、西半球,是在月球正面的雨海的西北角。在“嫦娥”落月后,“玉兔”就从中驶出,开始逐一完成它的使命了。“玉兔”的运动速度很慢,时速约200米。因此当月球车从着陆器上出来后,其实也走不了多远,拍摄下的区域还没有海淀区(全区面积430.8平方公里)大。
　　“玉兔”的探测工作主要是通过下面安装的雷达,一边走一边探测月面及月面下,不但可以研究月球表面的化学成分、矿物质,还可以分析土壤地下结构是怎样的、未来资源状态等。
　　　　　　　　　　据新华社