2013年11月26日，國(guó)防科工局宣布，備受矚目的中國(guó)首輛月球車(chē)――嫦娥三號(hào)巡視器，正式定名“玉兔號(hào)”。“玉兔號(hào)”月球車(chē)，將實(shí)現(xiàn)中國(guó)人與月球首次“零距離接觸”的夢(mèng)想。那么，“玉兔”將如何完成探月之旅呢？專家介紹，“玉兔”想要在月球上圓滿完成任務(wù)，需要闖過(guò)五道關(guān)。

難關(guān)1 14天“黑暗期”如何熬過(guò)？

月球繞地球轉(zhuǎn)一圈需要28天多，月球自轉(zhuǎn)也是28天。這意味著，月球上的一晝夜相當(dāng)于地球上的28天，月球上的一個(gè)夜晚相當(dāng)于地球上的14天。這意味著在長(zhǎng)達(dá)近半個(gè)月的時(shí)間里，月球車(chē)無(wú)法指望太陽(yáng)能供電，它究竟要怎樣開(kāi)源節(jié)流，才能熬過(guò)漫長(zhǎng)黑夜？

經(jīng)歷極低溫度后，“月夜喚醒”又是一個(gè)難題。

應(yīng)對(duì)：太陽(yáng)能面板“暖寶”

為此，科研人員為“玉兔”號(hào)精心設(shè)計(jì)了休眠模式――14天工作，14天“睡覺(jué)”。

該“睡覺(jué)”的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)養(yǎng)精蓄銳，該“起床”的時(shí)候又能自動(dòng)喚醒重新投入工作。這種“日出而作，日落而息”的規(guī)律作息，極大地增強(qiáng)了“玉兔”號(hào)適應(yīng)月表惡劣環(huán)境的生存能力。

中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)副主任焦維新接受記者采訪時(shí)表示，對(duì)于一些特別嬌嫩的設(shè)備，車(chē)內(nèi)還專門(mén)準(zhǔn)備了“暖寶”――月球車(chē)將首次使用我國(guó)自主研制的原子能電池，接受?chē)?yán)寒、酷暑的考驗(yàn)。

其熱控系統(tǒng)將通過(guò)同位素?zé)嵩?、隔?strong>組件、散熱面設(shè)計(jì)等組件，使工作時(shí)的艙內(nèi)溫度控制在20℃至55℃之間。

難關(guān)2 晝夜溫差高達(dá)330℃如何適應(yīng)？

“古人把月亮稱為廣寒宮，一點(diǎn)都不假。月面夜間最低溫度可以降至零下180℃，電子設(shè)備根本無(wú)法工作。”探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正接受媒體采訪時(shí)表示。

由于月球沒(méi)有大氣層，溫度的變化全由陽(yáng)光直接決定，所以日間最高溫度可達(dá)150℃，晝夜溫差高達(dá)330℃。

應(yīng)對(duì)：太陽(yáng)能翻板能調(diào)整角度

測(cè)控系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張波介紹，“白天時(shí)，月球車(chē)的太陽(yáng)能電池帆板要調(diào)整角度，避免被陽(yáng)光照射得太熱。最熱的月午，月球車(chē)還要進(jìn)行‘午休’?！睆?波介紹，“玉兔”號(hào)設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)月，這意味著其要經(jīng)歷3個(gè)月球白天和3個(gè)月球黑夜。所有的工作，要在月球時(shí)間的“上午”和“下午”完成。

難關(guān)3 月球松軟灰塵可能進(jìn)入設(shè)備

月球車(chē)在月面“行走”風(fēng)險(xiǎn)重重。由于太陽(yáng)紫外線輻射的影響，月壤細(xì)粒會(huì)周期性的升起，而月球重力僅為地球的1/6，月球車(chē)行走時(shí)更容易帶起大量 月壤細(xì)粒，形成月塵。月塵可能進(jìn)入甚至覆蓋月球車(chē)所載儀器設(shè)備，一旦附著很難清除。月塵可能引起月球車(chē)很多故障，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)卡死、密封機(jī)構(gòu)失效、光學(xué)系 統(tǒng)靈敏度下降等。

此外，由于月球重力僅為地球的1/6，這使得月球表面的土壤遠(yuǎn)比地球上松軟，月球車(chē)的行進(jìn)效率會(huì)降低。而低重力導(dǎo)致的摩擦系數(shù)降低，使得在月球上行走遠(yuǎn)比地球上容易打滑，這對(duì)月球車(chē)的控制系統(tǒng)提出了更高的要求。

應(yīng)對(duì)：控制姿勢(shì)等方式消除月塵

美國(guó)田納西大學(xué)的科學(xué)家們提出，利用磁場(chǎng)制作月球空氣過(guò)濾器的設(shè)想。利用多個(gè)永久磁鐵產(chǎn)生一個(gè)巨大的磁場(chǎng)，以吸附空氣中的月球塵埃微粒。而關(guān)掉過(guò)濾器，就能把塵土擦掉。

專家認(rèn)為，這為我國(guó)月球車(chē)的研制提供了一些新的思路。焦維新表示，月球車(chē)會(huì)通過(guò)控制姿勢(shì)等方式消除月塵。

難關(guān)4 崎嶇“月球路”玉兔坎坷行

全程參與研制的主任設(shè)計(jì)師肖杰說(shuō)，月球重力是地球的六分之一，表面土壤非常松軟，凹凸不平，有石塊、有隕石坑，還有陡峭的高坡。在這種環(huán)境中，月球車(chē)既不能打滑，更不能翻車(chē)。

想要克服這些困難，“玉兔”號(hào)必須具備“眼觀六路、耳聽(tīng)八方”“獨(dú)立思考、自主判斷”的本領(lǐng)。

應(yīng)對(duì)：4只“眼睛”自主判斷安全避讓

肖杰介紹，“玉兔”號(hào)有4只“眼睛”，分別是全景相機(jī)和導(dǎo)航相機(jī)。通過(guò)相機(jī)觀察周?chē)h(huán)境，對(duì)月面障礙進(jìn)行感知和識(shí)別，然后對(duì)巡視的路徑進(jìn)行規(guī)劃。遇到超過(guò)20度的斜坡、高于20厘米的石塊或直徑大于2米的隕石坑，能夠自主判斷安全避讓。

難關(guān)5 遭受多種宇宙射線輻射

因?yàn)槿狈Υ髿猓顷懞蟮脑虑蜍?chē)將完全暴露在多種宇宙射線下，強(qiáng)烈的電磁輻射可能破壞電子遙控系統(tǒng)，這對(duì)接收系統(tǒng)的最大接收功率提出了相當(dāng)高的要求。

月球每天都會(huì)直接面對(duì)超新星與太陽(yáng)風(fēng)暴等大量宇宙射線，而當(dāng)宇宙射線擊中月球表面時(shí)，會(huì)引發(fā)微型的核反應(yīng)，其結(jié)果就是月球表面也產(chǎn)生大批危險(xiǎn)的次級(jí)輻射。

應(yīng)對(duì)：身披“黃金甲”護(hù)腹中“秘器”

“玉兔”被設(shè)計(jì)為身披“黃金甲”，目的不是為好看，而是為了反射月球白晝的強(qiáng)光，降低晝夜溫差，同時(shí)阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射。所有這一切，都是為了支持和保護(hù)月球車(chē)的腹中“秘器”――紅外成像光譜儀、激光點(diǎn)陣器等10多套科學(xué)探測(cè)儀器。