“玉兔號”將執(zhí)行哪些任務(wù)？

12月2日凌晨，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將肩負(fù)首次登月任務(wù)的探測器“嫦娥三號”送入軌道。由著陸器和“玉兔號”月球車組成的“嫦娥三號”，預(yù)計于12月中旬在月球虹灣區(qū)軟著陸。吳偉仁說，在月球?qū)崿F(xiàn)軟著陸是“嫦娥三號”探月任務(wù)中最難的一環(huán)。

“著陸器通過反推發(fā)動機(jī)緩沖，在月面上徐徐降落，艙門打開，彈出斜梯。月球車緩緩舒展蜷縮的身體，調(diào)整好姿態(tài)，走出艙門，滑下斜梯，開始漫步月球……”中國科學(xué)院院士、探月工程高級顧問歐陽自遠(yuǎn)這樣描述“玉兔號”月球車登臨月球的場景。

????之后，“玉兔號”月球車將駛離著陸器，在月面進(jìn)行3個月的科學(xué)勘測，著陸器則在著陸地點進(jìn)行原地探測。“玉兔號”底部安裝了一臺測月雷達(dá)，可發(fā)射雷達(dá)波，探測二三十米厚的月球土壤結(jié)構(gòu)，還可以對月球下面100米深的地方進(jìn)行探測。“這是世界上其他國家從來沒有做過的事情。”歐陽自遠(yuǎn)說。

“靜若處子，動若脫兔。”有限的時間，意味著“玉兔號”月球車的工作必須是高效的——依靠各種先進(jìn)設(shè)備，對月表進(jìn)行三維光學(xué)成像、紅外光譜分析，開展月壤厚度和結(jié)構(gòu)科學(xué)探測，對月表物質(zhì)主要元素進(jìn)行現(xiàn)場分析，等等。

????著陸器的設(shè)計壽命是一年，月球車的則只有3個月。它們將在完成任務(wù)后永遠(yuǎn)留在月球。“當(dāng)然，我們希望它能夠?qū)崿F(xiàn)這個壽命，也希望超過這個壽命，就像‘嫦娥二號’一樣。”吳偉仁說，“嫦娥二號”的設(shè)計工作時間是半年，但是到現(xiàn)在還在工作，已經(jīng)3年多了。“設(shè)計壽命過后，就看它們的生存能力了。”

“玉兔號”著陸地點為何選在虹灣區(qū)？

????這次“嫦娥三號”預(yù)定的月球著陸區(qū)“虹灣”，并不是真的海灣，而是像彩虹一樣的巨型隕石坑壁。月球上有很多地方以“海”和“洋”命名。古人望月，以為看到的是海，其實不是。虹灣區(qū)位于月球北緯43度左右、西經(jīng)31度左右，南北長約100千米、東西長約300千米。“比北京海淀區(qū)小一點，月球車探測的只是虹灣區(qū)的一部分，據(jù)專家介紹是5平方公里”，龐之浩說。

“嚴(yán)格來說，月球沒有水，沒有空氣，也談不上美”，焦維新說，在繪圖時一般習(xí)慣把平坦的地方繪上藍(lán)色，高一點的地方繪上黃色，再高一點的繪上紅色，月球虹灣區(qū)整體低洼平坦，用常規(guī)方法繪出來就是一個美麗的海灣，“有點像我們的渤海灣”。

????龐之浩介紹，之所以選擇在虹灣區(qū)落月，是出于多種綜合因素的考慮：一是這里比較平坦，落月比較安全；二是美蘇的探測主要集中在月球赤道附近，虹灣仍是月球研究的空白，探測該區(qū)域非常有科學(xué)價值；三是能實現(xiàn)正面直接測控通訊；四是太陽光照較好，能保證探測器的太陽能電池板正常工作。

“玉兔號”如何克服月球上超過攝氏300度的溫差挑戰(zhàn)？

“古人把月亮稱為廣寒宮，一點都不假。月面夜間最低溫度可以降至攝氏零下180度，電子設(shè)備根本無法工作。”中國探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正說，“更要命的是，月球上的一晚上相當(dāng)于地球上的14天，可謂‘長夜漫漫真難熬’！”

????更糟糕的是，由于月球上的一天約相當(dāng)于地球上的28天，其中約14天會被太陽連續(xù)暴曬，月球車面臨散熱難題；接下來的約14天又是連續(xù)月夜，在攝氏零下100多度的環(huán)境里，大部分電子設(shè)備無法工作，只能“冬眠”，還需要專門設(shè)備保持月球車的內(nèi)部溫度，防止設(shè)備被凍壞。要讓探測器同時適應(yīng)這兩種極端溫度，難度非常大。而且一旦夜晝交替，探測器還要從“冬眠”狀態(tài)中被“喚醒”，如何保證系統(tǒng)正常啟動也是道難題。

“玉兔號”月球車身披“黃金甲”，目的不是為了好看，而是為了反射月球白晝的強(qiáng)光，降低晝夜溫差，同時阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射，從而支持和保護(hù)月球車上的紅外成像光譜儀、激光點陣器等10多套科學(xué)探測儀器。

????按照科研人員的精心設(shè)計，“玉兔號”與人類的作息制度一樣，也是日出而作、日落而息，白天還要午休，只不過它每天的工作時間相當(dāng)于地球上的14天，然后又會一覺睡14天。

????漫漫長夜之后，“玉兔號”怎么才能立刻點火工作呢？它需要一床御寒的“被子”和一個叫它起床工作的“鬧鐘”。承擔(dān)這兩項功能的是它的供電系統(tǒng)——太陽翼。據(jù)“嫦娥三號”探測器副總設(shè)計師賈陽介紹，晚上，“玉兔號”的桅桿會收起來，太陽翼也會扣上，“這個過程中相當(dāng)于把巡視器（月球車）散熱的途徑隔絕掉了。然后，當(dāng)陽光逐漸從東邊起來，到達(dá)5度的高度時，巡視器就被喚醒了，進(jìn)入到第二天白天的正常工作。”

“不僅氣溫低時要睡覺，氣溫高時也要小憩。”測控系統(tǒng)主任設(shè)計師張波介紹，“白天時，‘玉兔號’月球車的太陽能電池帆板還要調(diào)整角度，避免被陽光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進(jìn)行‘午休’。”這種作息極大地增強(qiáng)了“玉兔號”適應(yīng)月表惡劣環(huán)境的能力。

????對一些特別嬌嫩的設(shè)備，月球車內(nèi)還專門準(zhǔn)備了“暖寶”——核電池。核電池提供電能的時間非常長，一個硬幣大小的核電池，就可使用5000年。這項技術(shù)如能成功，將使我國成為繼美俄之后，世界上第三個將核動力應(yīng)用于太空探測的國家。

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