全国空间探测技能首席科学传播专家庞之浩向科技日报先容,迄今为止,全天下共发射了7台月球车,包括无人驾驶和有人驾驶两种。

我国的嫦娥三号、四号探测器,分别开释了玉兔号和玉兔二号月球车。
均为无人驾驶。
与国外“同行”比较,它们身材玲珑,体重也更轻。
此外还有哪些差异?咱们来盘点盘点。

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无人月球车对环境适应力哀求高

1970年11月10日,苏联发射月球17号探测器。
它在雨海地区软着陆,开释了一台无人驾驶月球车——月球车一号。

苏联月球车1号

庞之浩说,无人月球车要携带科学探测仪器在月面巡视探测,并把探测数据传送回地球,相称于是一种能够在月球移动并完成探测任务的机器人。
完成任务的条件,是它先要能适应月球的环境。

众所周知,月球环境十分恶劣。
除了昼夜温差超过300摄氏度、辐射强,对付月球车而言,低重力和松软的月壤会降落行进效率,波折不平的地面也会带来不少麻烦。
这对它们适应月球环境的能力提出了很高哀求。
此外,无人月球车还需具备一定自主事情能力,能识别、爬越或绕过障碍物。

月球车一号长2.13米,重756公斤,有8个轮子,每小时能行驶1至2公里,可以爬上30度的坡。
它在月面行驶了10.5公里,利用4台摄像机,以及月壤探测器、X射线光谱仪、X射线望远镜、宇宙射线探测器和激光设备等科学仪器事情了10个月,然后能源不敷,“退休”了。

1973年1月8日,苏联的月球21号探测器发射,落在默尼环形山,并带去了月球车二号。
它的形状与月球车一号基本相同,但重了80多公斤,而且在构造上得到了改进,移动速率有所提高,摄像性能更好,活动范围也大幅增加。
月球车二号在月面事情了4个月,行驶了37公里。

载人月球车会受月尘影响

1971年7月至1972年12月,美国发射了阿波罗十五号、十六号和十七号载人飞船,它们各装有一辆折叠式载人月球车,以扩大航天员的舱外活动范围。

阿波罗15号月球车

这三台月球车基本相同,都是长3米,重约210公斤,4个车轮各由一台发动机驱动,最高时速可达16千米,能携带约490公斤的有效载荷。
每台车上装有2个并排的可折叠座位,航天员可以通过座位间的T形掌握器来驾驶。

借助这些月球车,航天员在月面四处巡游,对山脉、峡谷和火山口进行了稽核,并一共网络了280多千克月球样品。
尤其在阿波罗17号任务中,由于月球车和航天服的可靠性增加,冲破了以往一些局限,因此这台月球车创下了总行驶间隔35.89公里、最长单次行驶间隔20.12公里、离登月舱最远间隔7.6公里的成绩。

不过,比较地面上的车辆,载人月球车也会遭受月面环境的各种磨练。
庞之浩说,阿波罗月球车就会受到细微月球尘埃的影响,这些尘埃使月球车的轴承、齿轮以及其他机器构造产生了磨损。
其余,月球车行驶时,车轮下喷溅出的尘埃达到2米多高,也会影响到航天员实行任务。

“玉兔”更轻盈自主

与同类的苏联无人月球车比较,中国“玉兔”更轻盈。

庞之浩表示,我国月球车有“小而精”的特点。
它们长1.5米、宽1米、高1.1米,仅重130多公斤,采取6轮主副摇臂悬架的移动构形,可6轮独立驱动、4轮独立转向,具有爬20度坡、越20厘米高障碍的自主越障和避障能力,移动速率最快为每小时200米。

2013年12月,玉兔号月球车离开嫦娥三号的怀抱来到月面。
它首次将测月雷达带到了月球,还装载了全景相机、红外成像光谱仪、粒子引发X射线谱仪等设备。
可是,行走了114米后,它的机构掌握涌现非常,悲剧了。
从此它只能与嫦娥三号遥遥相望,却动弹不得。

2019年1月跟随嫦娥四号落在月球背面的玉兔二号,虽然形状尺寸与玉兔号基本一样,但更自主、更健壮。

玉兔二号效果图

庞之浩说,玉兔二号上改进了各种走线的布局,采纳了故障隔离设计,搪塞困难的能力更强。

同时,玉兔二号可以根据光照条件,自主休眠。
自主唤醒后,也像玉兔号那样须要地面帮助进行系统设置,而能自主设置,进入安全、稳定的事情状态。
通过软件升级,它在在自主休眠、自主地应对光照的遮挡、自主避障能力等方面都有明显提高,并能更好应对各种突发状况。

跟此前所有月球车不同的是,玉兔二号是首次在月球背面进行巡视探测。
针对任务面临的繁芜地形条件、中继通信新需求、科学目标的实际须要等成分,玉兔二号的运动安全、能源供给、科学探测和测控通信等方面均有着分外设计。

未来月球车啥样?

随着继美苏月球竞赛后的第二轮探月高潮持续推进,科学家对月球车的新构想也五花八门。

在载人月球车方面,美国曾为履行星座操持重返月球,研制了密封式月球车。
航天员坐在车里,可以不穿舱外航天服。
但星座操持后来被取消,这种月球车也不明晰之。

国外专家还提出了多种载人月球车方案,包括月球摩托、火箭单座车、月球拖挂车、客货两用月球车、中型月球探险车等。
但人类尚未重新登月,这些方案暂时也没有用武之地。

对付无人月球车,科学家的脑洞开得更大。

庞之浩说,从行走办法来看,目前已经发射的7台月球车都是采取轮式。
包括近期发射操持中,印度月船二号的月球车、日本女神二号的月球车也是如此。
但轮式月球车越野能力不强,适应能力较差。
有人提出过腿式巡视器方案,其适应能力最强,但效率很低。

因此,一些国家结合腿式和轮式各自的优点,开始研制轮腿式月球车。
其作业范围大,具有优胜的越障避障能力,但构造与掌握也十分繁芜。

“隼鸟2号”在小行星上着陆的想象图

2018年9月21日,日本隼鸟2号把两台跳跃式着陆探测器投放到龙宫小行星上。
庞之浩认为,此技能也可以向月球车移植。

此外,科学家还提出过翻滚式、履带式、蛇式、气囊式、滑橇式、螺旋滚筒式等多种月球车类型。

庞之浩说,未来月球车将向事情韶光更长、行驶间隔更远、环境适应能力更强、机动性更好等方向发展,还需具备质量、尺寸最小化,本钱更低,能有效利用和传输能源等特点。
采取模块化设计和国际互助办法,可以知足更多需求。

(文中图片来自网络)

(来源:科技日报微信公号)