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故障病因或为月尘 “玉兔”如何康复让人牵挂

2014年02月22日来源: 人民日报海外版编辑:黄丽娟我有话说

      

            

   嫦娥三号自发射升空以来,一路牵动着国人的心,尤其月球车玉兔号在进入第二个月夜休眠前,出现了机构控制异常情况,甚至“可能熬不过这个月夜了。”然而,近日国防科工局正式发布月球车受光照成功自主唤醒的消息,增强了人们对“玉兔”号的信心。目前,地面控制中心和各测控站数据接收及处理正常,有关方面仍在组织开展深入分析和地面试验验证,继续对月球车进行排故。

  劫后余波 问题犹在

  “玉兔”号月球车出现异常的消息公布后,得到了很多祝福与鼓励,但同时人们对故障原因也有众多猜测。

  “由于月球的自转轴与黄道面夹角很小,月面地形对温度的影响更大,某些方面的环境比火星更为恶劣。”中国航天科工集团二院研究员杨宇光说,在“玉兔”登月之前,世界上仅有苏联成功开展过无人月球车的探测活动,人类对于辐射、月尘、温差等月面环境因素的认知仍然非常有限。他表示:“嫦娥三号作为我国航天最复杂、难度最大的任务之一,出现意外是正常的。”国外的探测活动表明,即使在成功登陆地外天体之后,严峻的环境仍然可能让探测器陷入通信中断、方向迷失、车体无法动弹等困境。

  中国航天科技集团五院航天专家庞之浩表示,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。他说,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。此外,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。

  探月工程新闻发言人裴照宇说,目前“玉兔”号虽然已经被唤醒,但是问题仍然存在。机构控制异常的故障仍在分析排查中,要想让它重新在月球上活蹦乱跳看来还需要一番努力,“毕竟正如我们经常说的,探月是人类最尖端的科技,永远一帆风顺也是不可能的,但是每一次成功和失败都能让我们对宇宙更加敬畏。”

  酣睡了18天的“玉兔”突然“起床”,在给人惊喜之余,也带来了自主唤醒的疑问与忧虑。

  月面生存 绝技在身

  天上一日,地下一年。月球上,由于自转周期与地球不同,一个月夜的时长相当于地球的14天多一点。昼夜温差极大,月夜的温度可达到零下180摄氏度。“玉兔号”机构控制出现异常之后,要在月球无光照的环境下安全度过长夜,不仅要开源,也要节流。重要的措施是巡视器在月夜要切断相关仪器的电源,减少不必要的开机耗电。同时也要增加能量来源,比如使用太阳能电池板与锂离子蓄电池组合,将月球上白天“收集”到的太阳能储存起来。在拥有足够的能量供应后,“玉兔”巡视器要想实现月面生存还需要有完善的休眠机制。它的休眠程序与太阳高度角有关,在此过程中太阳能电池板、蓄电池单元、电源开关等需要在地面指令和控制器的协调下完成休眠动作。

  月夜期间,嫦娥三号着陆器和“玉兔”号月球车处于断电关机状态,与地面联系中断。月夜结束后,太阳从月球东边冉冉升起,阳光照射在月球车太阳翼的电池片上,产生电流,就像生物钟一样,能够保证“玉兔”准时醒过来。月球车上综合电子、测控等设备陆续加电到一定值,接通开关。测控线路传输信号到地面,科研人员再从地向月发送信号,设置它的工作状态。

  “玉兔”故障后的苏醒自然使人们关心它是否会“痊愈”。裴照宇表示,月球车已全面唤醒,恢复到休眠前正常的信号接收状态,但其故障原因仍在分析排查中。他说,“玉兔是以非正常状态进入睡眠的,我们原来担心它无法承受月夜极低温度,但它活过来了!它起码还活着,就有救过来的可能性”。

  “玉兔”带我们坐了一场由悲到喜的“情感过山车”,它接下来在“广寒宫”的工作情况仍引人关注。

  带病工作 尽心尽力

  月球车的设计寿命是3个月,这就意味着,它在月球至少要经历3次月夜休眠和再唤醒。在此前两个月昼工作期间,月球车搭载的4台有效载荷相继开机,在多个探测点开展了科学探测工作。全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、粒子激发X射线谱仪均获得了大量科学探测数据。这些科学探测数据为建立巡视探测区集地形地貌、地质构造、物质成分和浅层结构于一体的综合地质剖面,以及区域地球化学与构造动力学研究打下了基础。虽然“玉兔”号目前还存在一些故障,但它的整体状态已经趋好。

  进入新的月昼工作期后,嫦娥三号着陆器搭载的有效载荷重新开机,也重新投入到科研观测任务中。中国航天科技集团公司五院嫦娥三号探测器副总设计师张熇,在介绍着陆器最新探测进展情况时说,目前,着陆器上的两个科学探测仪器——月基天文望远镜、极紫外相机均工作正常。月基天文望远镜此前开启观天探测,成功采集了天文图像。极紫外相机成功获取了地球等离子体层观测结果。着陆器上的工程参数测量设备——月尘测量仪也在正常工作,继续收集月球表面环境的月尘参数。

  在第三月昼中,“玉兔号”月球车和嫦娥三号着陆器正在按计划开展科学探测。它们的相继苏醒,标志着月球探测器成功地再次度过了一个漫漫月球之夜,也意味着我国已经掌握了月夜生存技术。科研人员也将充分利用有限月昼期,尽可能多地获取科学数据,并加强对已获取科学数据的研究工作,为探月发展积累更多科学储备和技术经验。

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