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嫦娥三号最大挑战系落月行走 月球车改进可探火星

http://www.scol.com.cn  (2013-12-14 21:48:18)  来源:中国新闻网  

  “嫦娥”探月的关键一步

  中国探月“三年一会”,在这个冬天如期而至。

  继2007年嫦娥一号,2010年嫦娥二号完成奔月之旅后,2013年12月2日凌晨,嫦娥三号携带中国第一辆登月车飞向月宫。

  这是中国探月工程“绕、落、回”三个阶段中第二阶段,却是最为关键的一步。中国是否进行载人登月及建立驻月基地,需要在这一“落”中寻找更多的答案。

  航天是一项风险极高的事业,没有强大的国力和技术储备,很难进行。从火箭运载工具到航天器的设计制造,从深空测网布局到遥操作,从无人探测器到载人航天,每一步都是国家综合实力的体现。

  天空就在那里,我们需要梦想更需要理性,从嫦娥一号升空到实现载人登月的梦想,中国仍有很长的路要走。而每一步的迈出都要依据中国的科技水平、综合国力和国家整体发展战略而制定。

  寒冷的月宫即将迎来首位中国访客。12月2日,承载国人探月梦想的嫦娥三号顺利升空,并准确进入地月转移轨道,开启了中国首个航天器在地球外天体着陆的大幕。

  按照计划,嫦娥三号将在12月6日进入高度为100公里的近月轨道,并在发射13天后在月球上实施软着陆,而首次登月的“玉兔”月球车将完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务。

  在科学技术和经济发展的强力支撑下,中国在宇宙探索的路上开始“加速度”。

  “落下去,走起来”

  自1976年美苏等航天大国探月工程告一段落以后,就没有哪个国家再到月球上进行落月探测。

  按照中国的嫦娥三号任务,整个探月共有三步,落下去算一步,月球车走起来算一步,到达之后完成全部任务是最后一步。在“嫦娥之父”、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席专家叶培建看来,安全落下去就是成功,随后月球车离开着陆器行走起来并能在月球上工作一段时间,任务结束以后就是最大的成功。

  如何安全地落下去,并顺利地走起来,是嫦娥三号遇到的最大挑战

  在整个落月过程中,在离月面一百米的时候要像直升机一样悬停,通过全景相机等对月面进行探测,选择合适的降落区。若有石头或者是坑,就要进行平移,选择一个更安全的地方。

  随后的软着陆更是巨大的考验。因为月球没有大气层,不能使用降落伞进行减速,科研人员采用变推力发动机、自主导航控制技术和研发缓冲吸能部件来攻克这一难关。

  “一边落一边往上推,这样慢慢降下来,逐渐下落至距月球表面4米的位置之后发动机将熄灭,将采用自由落体的方式,软着陆在月球。”航天专家庞之浩告诉《中国新闻周刊》,“难度之大,超乎想象。”

  接下来要过巡视关,月球车得动起来,还要保证不翻车。在开始行进前,月球车采用的是视觉导航,利用自己所携全景相机,对四周进行观测,自主进行规划路线,然后行进。与此同时,全景相机所拍资料传回地面,以便无法自主行进时,地面科技人员遥操作控制巡视器移动。

  与美俄无人探月要么是单个着陆器,要么是单个月球车不同,中国的嫦娥三号是把着陆器和月球车探测器结合起来的联合探测。

  月球科学领域专家表示,嫦娥三号挑战人类月球科学探测史上的几项“首次”主要由嫦娥三号携带的八大科学载荷中的三件完成。其中,近紫外月基天文望远镜将进行世界上首次用月基天文望远镜观测天文;月球车“腹部”的测月雷达随月球车移动探测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构亦属世界首次。

  月夜生存是嫦娥三号落月后面临的又一难关。庞之浩说,月昼月夜有330多摄氏度温差,必须保证各载荷在寒冷的月夜下着陆器和探测器不被冻坏,太阳出来时再自动唤醒开始工作。

  为突破长时间经受严寒难关,在月球上过夜,嫦娥三号将携带核能电池飞天。核电池对将在月夜环境下生存的嫦娥三号的保温至关重要。庞之浩告诉《中国新闻周刊》,不仅可以确保探测器上仪器不被冻坏,夜间休眠中的月球车还可以靠核电池放出来的热量保温。

  此外,核电池还可以用于小规模供电,支持嫦娥三号所带月球车低速移动;支持嫦娥三号所带设备正常工作;支持嫦娥三号与地球之间的通讯。据了解,嫦娥三号探测器携带的核电池由中核集团研发。

  与美苏上世纪50~70年代即把核电池用于航天领域相比,中国则落伍很多。中国第一块核电池于1971年3月12日诞生于中科院上海原子核所,并进行了模拟太空应用的地面试验。从中国原子能科学研究院官方网站上可以发现,2004年开始该院正式启动航天用同位素电池的研发,到2006年,研制出我国第一颗钚238同位素电池,2008年通过了专家组的鉴定。

  虽然“国产”同位素电池的功率与美国核电池140瓦左右的功率还有距离,但技术并不逊色。航天专家称,在我国未来的深空探测计划中,比如火星、金星探测中,核电池会发挥越来越大的作用。

编辑:金婵娟 责任编辑:张超
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