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玉兔号月球车探测视频,月球车今天即将苏醒,接下来将完成什么任务呢? <#21---->


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跟胖哥学物理 月球车

嫦娥四号着陆器已于3月30日18时14分正常唤醒,中继前返向链路建立正常,平台工况正常。此前,玉兔二号月球车已于3月29日20时28分自主唤醒。后续,嫦娥四号着陆器将协同玉兔二号月球车按计划开展第四月昼工作,继续实施科学探测任务。

很多人好奇,大家都熟悉嫦娥四号,但是很少有人关注玉兔二号。其实,登月中一般有两个关键性器件:保重安全降落和降落后作为一个探测大本营的着陆器和能可以开展科学研究的移动平台和人工智能系统(有时候又叫机器人)。当然,在整个系统降落前,月球车一定会在着陆器中,据说嫦娥五号多出返回舱,因此着陆器还是一个卫星发生系统,负责把返回舱送回地球。

月球车是一个可移动的平台,它要携带若干有效载荷,如探测仪器或挖掘采样器等。这些设备和装置必须小型化、轻型化。月球车通常作为月球轨道器的有效载荷,轨道器又作为运载火箭的有效载荷安装在火箭顶端直径狭小的整流罩里。月球车应制成可折叠式,以尽可能缩小发射体积。

关于月球车动力,自然不能使用地球上热机。同学们学过,热机必须要有氧气,因为燃料在燃烧中必须有氧气,在月球上因为没有空气,所以只能采用电动机来作为它的动力。但是,月球车的电源来之不易,用太阳电池发电,其面积和质量与功耗大小成正比;,质量与使用时间成正比,为了减轻质量,也必须降低功耗。

从某种意义上说,月球车属于机器人技术。月球车无论是轮式的还是腿式的,都应具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转(跌倒后能翻身)等基本功能,甚至具有初级人工智能(例如,识别、爬越或绕过障碍物等)。这些都与现代机器人所具有的功能相似。不过作为月球车,它不仅仅带有人工智能,更重要也是一个航天器,但是它是登录以后从着陆器上分类的,一般分为两种:

不载人月球车,一般由轮式底盘和仪器舱组成,用太阳能电池和蓄电池联合供电,它的行驶是完全靠地面的控制中心发出的遥控指令。1970年11月17日,苏联发射的 “月球”17号探测器把世界上第一台无人驾驶的月球车,在月面上行驶了10.5公里,考察了8万平方米的月面。2013年我们发生玉兔号和今年随嫦娥四号一起登月的玉兔二号都是不载人月球车。

同学从最近发射玉兔二号在月球行走后留下痕迹来看,月球车车轮流行痕迹是很深的。其实,这与月球重力只有地球六分之一有关。因为重力小,所有月球车对月面压力就小,如如果不把月球车表面坐粗糙,即有很深花纹,月球车在月球上摩擦力就小,不能运动自如。其实,车在运动中就是靠这些有益摩擦力。那些深深印记,正是我国的“玉兔号”月球车装配有六只表面凹凸花纹很深的轮子状“大脚”所为。

还有一种是载人月球车,因为有人,因此必须有驾驶系统。宇航员驾驶在月面上行走的车。主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗,可随时存放宇航员采集的岩石和土壤标本。这类月球车的每个轮子各由一台电动机驱动,靠蓄电池提供动力,轮胎在负100度低温下仍可保持弹性,宇航员操纵手柄驾驶月球车,可向前、向后、转弯和爬坡。1971年9 月30日,美国 “阿波罗”15号飞船登上月球,两名宇航员驾驶月球车行驶了27.9公里; “阿波罗”16号、17号携带的月球车,分别在月面上行驶了27公里和35公里,并利用月球车上的彩色摄像机和传输设备,向地球实时地发回宇航员在月面上活动的情景及离开月球返回环月轨道时登月舱上升级发动机喷气的景象。当然,我国在载人登月时候,也会采用这种月球车。

这次我们的玉兔二号“巡视器上安装了全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和与瑞典合作的中性原子探测仪。这些仪器将在月球背面通过就位和巡视探测,开展低频射电天文观测与研究,巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构研究,并试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境研究。此外,着陆器还搭载了月表生物科普试验载荷。

大家都知道嫦娥四号于2019年1月3日10时26分成功着陆月球背面,月球车进入月面时就与登录器分类,但是直到3月30日才开始唤醒。笔者以为,是不是用太阳能作为电源的月球车,行动一次需要充电时间很长。一是因为太阳能电池板面积不会太大,而是因为月球背面环境,在黑夜温度极地情况下电池性能有可能受到一点影响。

因此,要想实现月球车在月面远距离运动,必须有一个超长性能电池,还要有足够大的电能可以用,特别是载人月球车,需要功率更大。因此,新能源汽车技术发展应用到航天,同时,笔者有一个不成熟想法,就是用来给嫦娥四号保温核电池能否为月球车充电,这才是载人月球车唯一可行充电方式,靠太阳能只能短距离航行,跟我们玩无人机一样,续航能力是月球车更重要问题。太阳能只能给微电子做动力!

正是玉兔二号续航能力,第一步工作在登月已经完成: 号玉兔二号巡视器与中继星成功建立独立数传链路,目前全景相机已开机,测月雷达已经正常工作,即将完成了环境感知和规划路径,按计划在月面行走到达A点。

后来休眠冲动电,将沿着原来制定计划,继续巡视工作,包括拍照,环境探测,岩石采样,搭载的实验仪器设备开机实验!其它有效载荷将陆续开机。与嫦娥四号着陆器配合完成其他各项工作,如宇宙射线监听,生物培养等。

2019年4月1于宜昌吾同斋

1.4号玉兔二号巡视器与中继星成功建立独立数传链路,完成了环境感知、路径规划,按计划在月面行走到达A点,开展科学探测。测月雷达、全景相机已开机,工作正常。

之后进入午休,今日正常唤醒,将继续巡视工作,包括拍照,环境探测,岩石采样,搭载的实验仪器设备开机实验!其它有效载荷将陆续开机。与嫦娥四号着陆器配合完成其他各项工作,如宇宙射线监听,生物培养等。

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