“玉兔号”如何克服月球上超过摄氏300度的温差挑战？

　　“古人把月亮称为广寒宫，一点都不假。月面夜间最低温度可以降至摄氏零下180度，电子设备根本无法工作。”中国探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正说，“更要命的是，月球上的一晚上相当于地球上的14天，可谓‘长夜漫漫真难熬’！”

　　更糟糕的是，由于月球上的一天约相当于地球上的28天，其中约14天会被太阳连续暴晒，月球车面临散热难题；接下来的约14天又是连续月夜，在摄氏零下100多度的环境里，大部分电子设备无法工作，只能“冬眠”，还需要专门设备保持月球车的内部温度，防止设备被冻坏。要让探测器同时适应这两种极端温度，难度非常大。而且一旦夜昼交替，探测器还要从“冬眠”状态中被“唤醒”，如何保证系统正常启动也是道难题。

　　“玉兔号”月球车身披“黄金甲”，目的不是为了好看，而是为了反射月球白昼的强光，降低昼夜温差，同时阻挡宇宙中各种高能粒子的辐射，从而支持和保护月球车上的红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。

　　按照科研人员的精心设计，“玉兔号”与人类的作息制度一样，也是日出而作、日落而息，白天还要午休，只不过它每天的工作时间相当于地球上的14天，然后又会一觉睡14天。

　　漫漫长夜之后，“玉兔号”怎么才能立刻点火工作呢？它需要一床御寒的“被子”和一个叫它起床工作的“闹钟”。承担这两项功能的是它的供电系统——太阳翼。据“嫦娥三号”探测器副总设计师贾阳介绍，晚上，“玉兔号”的桅杆会收起来，太阳翼也会扣上，“这个过程中相当于把巡视器（月球车）散热的途径隔绝掉了。然后，当阳光逐渐从东边起来，到达5度的高度时，巡视器就被唤醒了，进入到第二天白天的正常工作。”

　　“不仅气温低时要睡觉，气温高时也要小憩。”测控系统主任设计师张波介绍，“白天时，‘玉兔号’月球车的太阳能电池帆板还要调整角度，避免被阳光照射得太热。最热的月午，月球车还要进行‘午休’。”这种作息极大地增强了“玉兔号”适应月表恶劣环境的能力。

　　对一些特别娇嫩的设备，月球车内还专门准备了“暖宝”——核电池。核电池提供电能的时间非常长，一个硬币大小的核电池，就可使用5000年。这项技术如能成功，将使我国成为继美俄之后，世界上第三个将核动力应用于太空探测的国家。

　　“玉兔号”如何在月球表面如履平地？

　　尽管整体来讲虹湾地区比较平坦，但月球表面千万年来经历陨石撞击，遍布大大小小的陨石坑和石块。为了避免在月球上“摔跤”或“崴脚”，“玉兔号”月球车有6个特制的轮子，而且移动很慢——每小时最多走200米。

　　“这个轮子学名叫做筛网轮，能够尽可能减轻重量。另外，这个车轮在设计上必须要有很大的接触面积，摩擦系数也要很大，这样它在月面才不会陷进去，也不容易打滑。”“嫦娥三号”探测器系统专家曾令斌说。庞之浩介绍，由于轮子是网状的，所以一边行驶一边可以把沙子漏掉。

　　除了表面用筛网，轮子每隔一段就会有一个锯齿形的结构，叫做棘爪，就像是兔爪上的指甲。月球上本没有路，这些尖利的小爪子能够帮助“玉兔号”稳稳地抓住月面，跨过沟沟坎坎。

　　遇到地面不平的情况时，“玉兔号”会通过摇臂调整重心。如果遇到较大的坡，它就会绕过去。全程参与“玉兔号”研制的主任设计师肖杰说，“玉兔号”有4只“眼睛”，分别是全景相机和导航相机。通过相机“观察”周围环境，对月面障碍进行感知和识别，然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的撞击坑，月球车能够自主判断并安全避让。

　　“玉兔号”是从40多个月球车中“脱颖而出”的

　　据探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花透露，“2007年国家任务定型的时候，月球车满地跑，中国有40几个月球车竞争比较。”40几个月球车满地跑，最后是怎么确定下来的呢？张玉花说，这个型号的巡视器和着陆器由一家单位研发，当时认为更合适，接口更好。如今，“玉兔号”月球车八个分系统中，有四个半是上海航天人研制的。

　　据中国月球探测车的先驱者、哈尔滨工业大学81岁教授刘暾介绍，作为中国首辆月球车，其关键技术有2项是由哈工大科研人员研制的，包括温度调控系统技术和车轮构型、材质设计技术。“玉兔号”月球车实现了全部“中国制造”，国产率达100%。其中月球车温度调控系统是哈工大的一项领先世界的先进技术。为适应极端环境，“玉兔号”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，可耐受摄氏零下180度至零上150度的极限温度。工作时的舱内温度可以控制在摄氏零下20度至零上50度之间。

　　刘暾介绍，月球车在月面“行走”时风险重重，车轮掀起的月壤细粒会大量扬起，形成月尘，一旦附着将很难清除。月尘可能引起月球车很多故障，包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。月球车的车轮形状和材质成为一个很重要的解决月尘的关键点。为了确认哪种车轮的构型更适应月球环境，哪种材质更适合月球表面的环境，科研人员进行了几千次的实验。

　　外媒对“玉兔”行走月球甚是期待

　　法国《阿尔萨斯最新消息》报说，中国成功发射入轨的“嫦娥三号”探测器正携带“玉兔”奔向月球。此次任务标志着中国雄心勃勃的太空计划迈出了关键一步。中国正努力实现其首次月面软着陆，以期成为继美国和苏联之后第三个成功接受这一挑战的国家。法国新闻广播电台指出：“中国‘玉兔’月球车起飞了，它将在未来几个月探测一个我们从未涉足的区域——月海虹湾。中国在实现征服太空的抱负方面正跨越一个重要阶段。”

　　日本最大的太空开发网站“sorae．jp”称，嫦娥三号是中国发射的第三个月球探测器，它承担着中国首次月面着陆任务，并准备施放无人月球车，向月面行走发起挑战。如能实现月面软着陆，这将是1976年苏联“月球24号”探测器在月面着陆以来，时隔37年的又一壮举。

　　巴西门户网站UOL畅想道：到本世纪20年代，人们将会看到中国航天员在月球漫步，甚至会在月球长期停留。

　　挪威通讯社说，近些年来，中国和印度相对更加注重发展航天。中国探月和印度发射火星探测器，在当今太空探索方面树立了重要里程碑。过去，只有美国和俄罗斯可以做这样的事。（来源：央视网）