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玉兔“救治”结果需待唤醒时揭晓

2014年01月29日来源:科技日报编辑:黄丽娟我有话说

        我国第一辆月球车“玉兔”发生故障的消息传出后,受到广泛关注。据悉,对“玉兔”的“救治”工作目前仍在进行,但具体结果要到本次月夜结束,“玉兔”从休眠中唤醒时才能知晓。

  中国航天科技集团五院航天专家庞之浩1月28日接受科技日报记者专访时表示,月面环境十分复杂,主要体现在大温差、强辐射、高真空、弱重力、长月夜、无磁场、特殊地形地貌等方面,其中任何一项都有可能对月球车产生较大影响。
  月尘、辐射均能成为“健康杀手”
  “复杂的月面环境往往是导致月球探测器出现异常的主要原因。”庞之浩说。
  例如,月球表面受太阳紫外线辐射的影响,月壤细粒会周期性升起。月球重力是地球的1/6,月球车行走时更容易带起大量月壤细粒,形成月尘。月尘可能进入甚至覆盖月球车所载仪器设备,一旦附着很难清除,并可能引发很多故障,包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。
  因为缺乏大气,月球车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。庞之浩表示,月球每天都会直接面对超新星与太阳风暴等大量宇宙射线,而当宇宙射线击中月球表面时,会引发微型的核反应,其结果就是月球表面也产生大批危险的次级辐射。
  月球表面崎岖不平,石块、陨石坑遍布,而土壤非常松软,这都会降低月球车的行进效率。而低重力环境下摩擦系数降低,使得在月球上行走更容易打滑,对月球车的控制系统提出了更高的要求。
  此外,长达十多个地球日的漫长月夜、超过300摄氏度的昼夜温差,都可能成为月球车的“健康杀手”。
  月球探测充满未知风险
  记者从中国航天科技集团了解到,在“玉兔”的研制过程中,科研人员针对月球环境进行了大量模拟、试验、测试,制定了多种措施以及近百种应急预案。
  为了应对月尘,科研人员开展了模拟研究,在国内首次得出月面条件下三维车轮扬尘参数。同时为“玉兔”身上六种不同尺寸的活动关节设计研制了防尘密封圈。此外庞之浩介绍,月球车还可以通过控制姿势等方式消除月尘。
  为了让“玉兔”平安度过月夜,科研人员为其设计了可以反复收展的太阳翼,其中一侧在月夜时能够收起,像“被子”一样盖在身上,起到保温作用;同时利用同位素热源和重力辅助两相流体回路等热控技术,帮助它抵御严寒。
  为了提高“玉兔”的通过能力,科研人员设计了带有棘爪的筛网轮,经过挂钩牵引力、适应性、承载力等测试,效果良好。
  此外,科研人员还在地面上建造了一座“月宫”,最大程度地模拟月面环境,让“玉兔”在里面开展了艰苦的训练。仅移动分系统极限能力试验行驶里程就累计超过20公里,爬坡次数、越障次数各达到700多次。
  “通过大量地面试验验证工作,我们对所有能想到的问题,都制定了相关措施。”该集团公司有关专家表示。但庞之浩认为,人类对月球复杂环境了解有限,在实际探测中还可能遇到未知的风险和挑战。
  人类探月征途从未平坦
  人类的探月征途从不平坦。1958年至今,全世界共进行130次月球探测活动,其中美国开展59次,前苏联64次,中国3次,日本2次,欧航局、印度各1次。以上成功或基本成功67次,失败63次,成功率不到52%。
  庞之浩介绍说,在“玉兔”之前,全世界只有前苏联成功发射、运行过两辆无人月球探测车。其中月球车1号于1970年11月17日在月面雨海地区着陆,此后工作了10个多月;月球车2号却只工作了4个月,由于中途出现故障——它在地面操控下驶入一个撞击坑考察岩石时,将坑壁上的月壤撞落到太阳电池板和散热器表面,导致供电骤减、车内过热,数日后与地面彻底失去了联系。
  庞之浩表示,月球探测是一项非常复杂并具高风险的工程,在探月过程中出现异常再所难免。任何一项复杂的科研工作都是波浪式前进的,太空探索更是如此,因为人类对月球和其它地外星球知之甚少,而且距离遥远,探测它们必须冒很大风险,经历各种考验,排除各种困难才能有所收获,这也是太空探索的魅力所在。
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