中国月球车国产化率100% 材料遥感等技术有新突破

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导读:脚踩“风火轮”,腹部“秘器”多 2004年,我国探月工程得到国务院正式批准立项,分“绕、落、回”三期分步实施。“嫦娥三号”任务作为二期工程的主任务,是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动,是探月工程“绕、落、回”三步走中承前启后的关键一步。为实现月面软着陆,我国成功开发了新型航天平台——着陆探测器,采用了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,设计了自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。 中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津说,从严格意义上来说,月




脚踩“风火轮”,腹部“秘器”多

2004年,我国探月工程得到国务院正式批准立项,分“绕、落、回”三期分步实施。“嫦娥三号”任务作为二期工程的主任务,是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动,是探月工程“绕、落、回”三步走中承前启后的关键一步。为实现月面软着陆,我国成功开发了新型航天平台——着陆探测器,采用了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,设计了自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。

中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津说,从严格意义上来说,月球车并不是一辆车,而是一个长着轮子、能够适应恶劣空间环境并开展空间科学探测的航天器,是一个小型化、低功耗、高集成、高智能的机器人,公众习惯称之为“月球车”。据了解,月球车驶下着陆探测器后,可通过地面遥操作控制和自主规划路径,自主导航等开展长期的科学探测。在活动现场,记者看到了月球车1:2的模型,从模型上看,它的大脑袋上有一个定向天线和几个太阳敏感器,两侧为太阳翼,尾巴上很多天线,右后侧是导航相机和全景相机。它脚踩六个“风火轮”似的移动装置,腹部的“秘器”最多:包括红外成像光谱仪、避障相机、机械臂、激光点阵器等。除此之外,“嫦娥二号”月球车组成还有:结构与机构分系统,由结构和太阳翼机械部分、桅杆、机械臂构成,主要为各种仪器、设备、有效载荷提供工作平台;综合电子分系统:将中心计算机、驱动模块、处理模块等集中一体化,采用实时操作系统,实现遥测遥控、数据管理、导航控制、移动与机构的驱动控制等功能;测控数传分系统:保证月球车与地球38.4万公里的通信以及与着陆探测器之间通信;有效载荷分系统:主要是月球车配备的科学探测仪器,包括全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等。

月球车以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射,以及从正150摄氏度到负180摄氏度,温差超过300摄氏度的极限温度和环境。工作时的舱内温度可以控制在零下20摄氏度至零上50摄氏度之间。月球车凭借六个轮子可实现前进、后退、原地转向、行进间转向、20度爬坡、20厘米越障。“月面松软、崎岖不平、障碍物很多。月球车能够对月面环境和障碍进行感知和识别,然后对巡视的路径进行规划。月球车在月面巡视时采取自主导航和地面遥控的组合模式。”探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正说。

大干三个月,一觉睡两周

1.动身

今年12月,中国将在西昌卫星中心用长征—3B增强型火箭发射“嫦娥三号”。

2.着陆

当“嫦娥三号”完成发射、飞行到达月球时,着陆探测器采取不同制导方式,从距月面15公里处开始动力下降,经过主动减速、调整接近、悬停避障等飞行阶段,实现路径优、燃料省、误差小的安全着陆。

到达月球轨道后,月球车将由着陆器背负,由变推力液体火箭发射器控制,通过各种光学、微波等敏感器测量,在月球表面百米高度上进行悬停和平移,以规避岩石和深坑等障碍,选择最佳着陆点缓慢降落月球表面。

3.准备

着陆器为月球车充电,对月球车进行初始化;之后月球车与地面建立通信链路,控制连接解锁机构解锁,走上转移机构;着陆探测器将控制转移机构运动到月面,月球车驶离转移机构,开始勘查。

4.勘查

为期3个月,月球车将依靠各种先进设备对月表进行三维光学成像、红外光谱分析;开展月壤厚度和结构的科学探测;对月表物质主要元素进行现场分析。

月球上一天的时间相当于地球上的27天略多,因此,月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。李本正说,“嫦娥三号”月球车电源分系统,由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成,利用太阳能为车上仪器和设备提供电源,不仅可以保证月球车白天连续工作相当于地球的14天,而且由于月夜无法通过光能发电,在月球车进入休眠状态后,过了14天还必须能够自动唤醒重新工作。也就是说,月球车在月球上是连续工作14天,然后“睡”14天再重新工作。

月球表面白昼时温度高达150℃,黑夜时低至-180℃,温差超过300℃,尤其是月面上的昼、夜时间差分别长达约14天,必须保证月球车在长时间极端温度条件下能够正常工作。“嫦娥三号”月球车热控分系统,利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源,可使月球车工作时的舱内温度控制在+55℃~-20℃之间。在月球表面巡视的3个月中,月球车将依靠各种先进设备对月表进行三维光学成像、红外光谱分析,开展月壤厚度和结构的科学探测,对月表物质主要元素进行现场分析。它传回来的数据,将帮助人们更直接、更准确地了解神秘的月亮。

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