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克服艰难险阻,看月球车的十八般武艺

科普小知识2022-07-29 19:15:38
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月球车是一种特殊的交通工具,可以在月球表面行驶,并为美国人执行复杂的任务,如月球探测、调查、收集和分析样本。

为了探索月球,月球车经历了许多困难和障碍。今天,我将告诉你月球车的故事。

让我们先看看月球车。根据是否有人驾驶,月球车分为两种类型:无人驾驶和有人驾驶。

无人月球车由行走机构和仪器舱两部分组成。它主要采用太阳能电池、蓄电池或同位素温差发电机供电。月球车可以通过地面控制人员控制和月球车自主控制两种方式实现月面的移动探测。

2号无人月球车

载人月球车由登陆月球的宇航员驾驶。它主要帮助宇航员扩大他们在月球表面的活动范围,减少宇航员的体力消耗。它还可以储存和运输宇航员收集的岩石和月球土壤样本。

阿波罗15号月球车

可以说月球对于月球探索是必不可少的。然而,无人或有人驾驶的月球车在月球上着陆并在月球上正常工作并不容易。

月球车不仅要能承受发射、着陆和旅行过程中的“落、爬、滚、撞”,还要能承受月球表面复杂环境的考验。因此,月球车必须像战神一样拥有18种武术技能。

那么,月球车登陆月球会面临什么样的困难呢?

如果你训练足够努力,你还是要坚强。

因为月球不受大气保护,所以月球每天直接面对大量宇宙射线,如太阳风。当宇宙射线撞击月球表面时,它们会引起微核反应,这将导致月球表面产生大量的次级辐射。

月球表面有次级辐射。

当月球车在月球表面时,它完全暴露在各种宇宙射线中。强电磁辐射可能会损坏月球车上的电子遥控系统。因此,月球飞行器上的光学和电子传感器必须能够在这样的辐射环境中“看见”各种目标,并且其他电子仪器也必须能够承受热辐射和带电粒子辐射。

耐热耐寒的“战袍”

月球没有大气层,温度变化直接由阳光决定。因此,月亮的最高温度在白天可以达到120℃,但在晚上会降到-180℃,昼夜温差可以达到300℃。

在这种情况下,用于制造月球车的材料必须能够跨越300℃的温差,并且结构材料不能变形或断裂。

月球车的材料需要耐热、耐寒、不断裂、不变形。

此外,月球车必须配备热控系统,以确保仪器和设备处于-10℃ ~ 45℃的工作温度,否则月球车携带的一些“精密”仪器将被损坏或失效。

抗挥发和抗凝“护肤霜”

月球表面属于高真空环境,普通润滑油容易挥发失效,或因温度过低而固化。因此,在月球车和仪器设备的运动部件之间应该使用特殊的固体润滑材料。无论环境温度如何变化,润滑材料都不会失效。

为了晚上训练“大胃王”

月球一周旋转28天,所以在月球上一个晚上相当于在地球上14天。晚上在月球上,月球车不能依靠太阳能电池供电,因为没有太阳光。

在月球上的一个晚上在地球上有14天。

为了熬过漫长的月夜,除了在白天储存电能,月球车还需要携带体积小、能量大的高效供电设备,如放射性同位素热电发电机,以解决月夜的“能源危机”。

在这个世界上,世界是一尘不染的。

月球表面覆盖着一层不同厚度的月球土壤。月球土壤就像地球上的灰尘。它又轻又好。当暴露在太阳的紫外线辐射下时,月球土壤的微粒会周期性地上升。

月壤

当月球车在月球表面行走时,也很容易吸收大量的月球土壤微粒,这些微粒会进入甚至覆盖月球车携带的仪器和设备。这将影响检测效率和数据分析的准确性。因此,月球车的机械系统和视觉系统应具有防尘和密封等特殊防尘措施。

你必须听从命令,自己寻求庇护

地球和月球之间的距离是380,000公里,当地球和月球交流时有几秒钟的时间差。如果月球车需要地球的地面操作员来控制它,那么月球车可能会遇到在这几秒钟内无法及时避免的危险和困难,这可能会导致任务失败。

这就要求月球车在接受地面遥控的同时,具备在未知环境下自主避障和自主导航的能力,从而避免进入移动“盲区”、通信“盲区”和能源“盲区”。

这表明月球车在月球上巡逻和工作并不容易。那么,人类第一次将月球车送上月球是什么时候?

世界上第一个月球车是苏联在1970年11月发射的无人驾驶月球车1号。它和月球探测器17一起降落在月球上。月球车1号不仅检查了月球表面,还拍摄了月球表面的照片,分析了月球土壤并收集了宝贵的月球表面数据。

月球车1号

2013年12月,中国第一辆月球车玉兔登陆月球。它已经在超长时间内运行了972天,实现了月球土壤探测和月球表面以下10-140米的浅层探测。它获得了丰富而珍贵的月球地质资料。

玉兔月球车

目前,我们的玉兔2号月球车正在月球上执行探测任务。中国将继续进行更深入、更全面的科学探索,完善月球档案。让我们一起期待吧!

嫦娥四号和月球车登月示意图

参考资料/月球探索的故事