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“玉兔號(hào)”著陸地點(diǎn)為何選在虹灣區(qū)?
這次“嫦娥三號(hào)”預(yù)定的月球著陸區(qū)“虹灣”,并不是真的海灣,而是像彩虹一樣的巨型隕石坑壁。月球上有很多地方以“?!焙汀把蟆泵?。古人望月,以為看到的是海,其實(shí)不是。虹灣區(qū)位于月球北緯43度左右、西經(jīng)31度左右,南北長(zhǎng)約100千米、東西長(zhǎng)約300千米?!氨缺本┖5韰^(qū)小一點(diǎn),月球車(chē)探測(cè)的只是虹灣區(qū)的一部分,據(jù)專家介紹是5平方公里”,龐之浩說(shuō)。
“嚴(yán)格來(lái)說(shuō),月球沒(méi)有水,沒(méi)有空氣,也談不上美”,焦維新說(shuō),在繪圖時(shí)一般習(xí)慣把平坦的地方繪上藍(lán)色,高一點(diǎn)的地方繪上黃色,再高一點(diǎn)的繪上紅色,月球虹灣區(qū)整體低洼平坦,用常規(guī)方法繪出來(lái)就是一個(gè)美麗的海灣,“有點(diǎn)像我們的渤海灣”。
龐之浩介紹,之所以選擇在虹灣區(qū)落月,是出于多種綜合因素的考慮:一是這里比較平坦,落月比較安全;二是美蘇的探測(cè)主要集中在月球赤道附近,虹灣仍是月球研究的空白,探測(cè)該區(qū)域非常有科學(xué)價(jià)值;三是能實(shí)現(xiàn)正面直接測(cè)控通訊;四是太陽(yáng)光照較好,能保證探測(cè)器的太陽(yáng)能電池板正常工作。
“玉兔號(hào)”如何克服月球上超過(guò)攝氏300度的溫差挑戰(zhàn)?
“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攝氏零下180度,電子設(shè)備根本無(wú)法工作?!敝袊?guó)探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正說(shuō),“更要命的是,月球上的一晚上相當(dāng)于地球上的14天,可謂‘長(zhǎng)夜漫漫真難熬’!”
更糟糕的是,由于月球上的一天約相當(dāng)于地球上的28天,其中約14天會(huì)被太陽(yáng)連續(xù)暴曬,月球車(chē)面臨散熱難題;接下來(lái)的約14天又是連續(xù)月夜,在攝氏零下100多度的環(huán)境里,大部分電子設(shè)備無(wú)法工作,只能“冬眠”,還需要專門(mén)設(shè)備保持月球車(chē)的內(nèi)部溫度,防止設(shè)備被凍壞。要讓探測(cè)器同時(shí)適應(yīng)這兩種極端溫度,難度非常大。而且一旦夜晝交替,探測(cè)器還要從“冬眠”狀態(tài)中被“喚醒”,如何保證系統(tǒng)正常啟動(dòng)也是道難題。
“玉兔號(hào)”月球車(chē)身披“黃金甲”,目的不是為了好看,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,從而支持和保護(hù)月球車(chē)上的紅外成像光譜儀、激光點(diǎn)陣器等10多套科學(xué)探測(cè)儀器。
按照科研人員的精心設(shè)計(jì),“玉兔號(hào)”與人類的作息制度一樣,也是日出而作、日落而息,白天還要午休,只不過(guò)它每天的工作時(shí)間相當(dāng)于地球上的14天,然后又會(huì)一覺(jué)睡14天。
漫漫長(zhǎng)夜之后,“玉兔號(hào)”怎么才能立刻點(diǎn)火工作呢?它需要一床御寒的“被子”和一個(gè)叫它起床工作的“鬧鐘”。承擔(dān)這兩項(xiàng)功能的是它的供電系統(tǒng)——太陽(yáng)翼。據(jù)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)介紹,晚上,“玉兔號(hào)”的桅桿會(huì)收起來(lái),太陽(yáng)翼也會(huì)扣上,“這個(gè)過(guò)程中相當(dāng)于把巡視器(月球車(chē))散熱的途徑隔絕掉了。然后,當(dāng)陽(yáng)光逐漸從東邊起來(lái),到達(dá)5度的高度時(shí),巡視器就被喚醒了,進(jìn)入到第二天白天的正常工作?!?/p>
“不僅氣溫低時(shí)要睡覺(jué),氣溫高時(shí)也要小憩?!睖y(cè)控系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張波介紹,“白天時(shí),‘玉兔號(hào)’月球車(chē)的太陽(yáng)能電池帆板還要調(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’?!边@種作息極大地增強(qiáng)了“玉兔號(hào)”適應(yīng)月表惡劣環(huán)境的能力。
對(duì)一些特別嬌嫩的設(shè)備,月球車(chē)內(nèi)還專門(mén)準(zhǔn)備了“暖寶”——核電池。核電池提供電能的時(shí)間非常長(zhǎng),一個(gè)硬幣大小的核電池,就可使用5000年。這項(xiàng)技術(shù)如能成功,將使我國(guó)成為繼美俄之后,世界上第三個(gè)將核動(dòng)力應(yīng)用于太空探測(cè)的國(guó)家。