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南方泵業(yè)

核電池抗低溫助利“中華牌”月球車(chē)

   2013-01-26 鋰電世界佚名8250
核心提示:中華月球車(chē)由航天科技集團(tuán)第五研究院主要負(fù)責(zé)研制,自重120公斤,可載重20公斤,壽命為3個(gè)月,可在月球上3公里范圍內(nèi)連續(xù)行走10公里

    鋰電世界  備受外界矚目的是,此次嫦娥三號(hào)的發(fā)射將搭載一部由我國(guó)自主研制的“中華牌”月球車(chē),并首次實(shí)現(xiàn)與月球的零距離接觸?!霸虑蜍?chē)”全名為“月面巡視探測(cè)器”,是集航天系統(tǒng)工程和智能機(jī)器人為一體的航天器,能完成月球探測(cè)、考察、收集和分析樣品等復(fù)雜任務(wù)。

    中華牌整裝待發(fā)

    中華月球車(chē)由航天科技集團(tuán)第五研究院主要負(fù)責(zé)研制,自重120公斤,可載重20公斤,壽命為3個(gè)月,可在月球上3公里范圍內(nèi)連續(xù)行走10公里,具有自動(dòng)避障等功能。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出,由于月球表面沒(méi)有空氣,因此月球車(chē)下降時(shí)需要開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī),一邊落一邊往上推,慢慢落至距月球4米的位置,熄滅發(fā)動(dòng)機(jī),儀器將采用自由落體的方式,軟著陸在月球上。同時(shí),中華月球車(chē)將實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航,并能指揮儀器進(jìn)行操作,最后把數(shù)據(jù)傳回地球。月球車(chē)底下還裝有測(cè)月雷達(dá),將切開(kāi)月球下面100米深度的地方進(jìn)行探測(cè)。

    據(jù)專(zhuān)家介紹,中華月球車(chē)上有兩個(gè)太陽(yáng)儀,其中一個(gè)可自由旋轉(zhuǎn),尋找太陽(yáng)位置,吸收熱量進(jìn)行發(fā)電;另外一個(gè)則可以蓋在車(chē)身上減少熱量散發(fā)。中華月球車(chē)采用“六輪搖臂式”行走機(jī)構(gòu),各只輪子可同時(shí)適應(yīng)不同高度,是一位“爬行高手”。此外它還有一條機(jī)械臂,能在月壤、月巖中勘探取樣,供現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。同時(shí),中華月球車(chē)將太陽(yáng)能和核能作為能源。由于月球晝夜間隔大約相當(dāng)于地球上的14天,所以當(dāng)黑夜降臨時(shí),為防止車(chē)載儀器被零下100多攝氏度的低溫凍壞,月球車(chē)必須要核電池的能量來(lái)保溫,并維持與地面的通訊。而當(dāng)新的白晝來(lái)臨,電池就能重新依靠太陽(yáng)能工作。

    探測(cè)入鄉(xiāng)隨俗

    月球是一個(gè)無(wú)風(fēng)、無(wú)雨、無(wú)水、無(wú)氣、冷熱劇變的天體,與地球環(huán)境截然不同。因此,中華月球車(chē)想要順利完成任務(wù),必須為能夠適應(yīng)那里的環(huán)境做充分的準(zhǔn)備。如月球晝夜溫差大,白晝溫度高達(dá)130-150攝氏度,夜間可下降到零下160-180攝氏度,月球車(chē)如何能長(zhǎng)時(shí)間在極端溫度條件下正常工作是一個(gè)難題;月球表面沒(méi)有大氣保護(hù),太陽(yáng)風(fēng)、太陽(yáng)耀斑等高能粒子直接輻射到月球表面,會(huì)對(duì)月球車(chē)部分高集成度微電子器件造成損害;月球表面的重力加速度僅為地球表面的1/6,月球車(chē)能否在低重力的月球表面完成動(dòng)作也將是很大的考驗(yàn);月球表面的月壤也是影響月球車(chē)行駛性能的重要因素。據(jù)了解,整個(gè)月球表面覆蓋著一個(gè)松散層,由巖石碎塊,角礫狀巖塊、砂和塵土組成,稱(chēng)為月壤。由于月壤松軟,因此月球車(chē)在上面行駛時(shí)很容易打滑。此外,月球車(chē)行走時(shí),月壤細(xì)粒也會(huì)大量揚(yáng)起,形成月塵,一旦附著便很難清除。同時(shí),月塵還可能引起很多故障,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。

    北京航空航天大學(xué)的高峰教授,曾參與月球車(chē)的前期論證以及地面驗(yàn)證試驗(yàn)的研究工作。本報(bào)記者采訪(fǎng)了解到,對(duì)于中華月球車(chē)來(lái)說(shuō),“過(guò)夜喚醒”是個(gè)難題,不僅要經(jīng)受電池的考驗(yàn),更重要的是要經(jīng)受零下160-180攝氏度低溫的考驗(yàn)。中科院院士葉叔華也認(rèn)為,在月球生存的難度不亞于登上月球,因?yàn)樵虑虻囊雇頊囟鹊?、時(shí)間長(zhǎng),可謂“長(zhǎng)夜難熬”。

    登月穩(wěn)扎穩(wěn)打

    1970年11月17日,蘇聯(lián)“月球17號(hào)”探測(cè)器登陸月球,釋放了第一輛真正意義上的月球車(chē)。隨后,美國(guó)的“阿波羅15號(hào)”飛船將人類(lèi)第一輛有人駕駛月球車(chē)送上月面。1959-1976年期間,蘇聯(lián)和美國(guó)分別成功發(fā)射25顆和24顆無(wú)人月球探測(cè)器,人類(lèi)月球探測(cè)也隨之達(dá)到了第一個(gè)高潮。1986年7月20日,經(jīng)歷了10年低潮期后,美國(guó)宣布重返月球,蘇聯(lián)、歐洲、日本等都組織力量進(jìn)行研究,紛紛提出了發(fā)展計(jì)劃。1998年1月6日,隨著美國(guó)“月球勘探者”的順利升空,空間探測(cè)活動(dòng)又掀起了新一輪的浪潮。

    歸納起來(lái),人類(lèi)對(duì)月球的探索可分為探月、登月和駐月三大步,即“探、登、駐”。目前,中國(guó)正處在第一階段,即以“探”為主方向,并按照“繞月探測(cè)、落月探測(cè)、取樣返回”分三小步穩(wěn)步推進(jìn)。據(jù)悉,我國(guó)正在開(kāi)展載人登月前期方案論證,已有專(zhuān)家建議我國(guó)在2025年或2030年進(jìn)行載人登月。中國(guó)空間技術(shù)研究院深空探測(cè)室主任賈陽(yáng)指出,中國(guó)目前在探月“三步走戰(zhàn)略”中所使用的技術(shù)將來(lái)也可用于載人登月的相關(guān)領(lǐng)域。

 
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