科普|沒點真功夫,，都不敢被叫是月球車！

zhb學習閱覽室 2021-03-14

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月球車,，我們也稱為巡視器,，但它的本領(lǐng)可不只是行走。本篇,，就和大家講講巡視器的知識,。

嫦娥四號著陸器與巡視器成功蘇醒。

巡視器,，也就是通常說的月球車,，是一種能夠在月球表面移動，完成探測,、采集和分析樣品等復(fù)雜任務(wù)的機器人,。它可以代替人承擔在月面上的科學考察、設(shè)備安裝等任務(wù),。

這種親臨其境的探測方式,，在精度上比只發(fā)射一顆衛(wèi)星對月球進行遙感探測要高得多。同時,，與載人登月考察相比,，月球車在技術(shù)難度、成本和風險上還是要低很多的,。

聰明的大腦

月球車在月球上長時間獨立工作,，是個智能化很高的設(shè)備，人類只能從38萬千米以外對它進行遙控,。通常,，月球車要有分析能力,，不但要進行取樣等操作，還要對樣品進行分析,、計算,，并且把結(jié)果傳回地球，可以說是行走在月球上的“月球科學家”,。

月球車需要地面人員從地球上遠程遙控,。

月球上凹凸不平，布滿了大小不等的撞擊坑和長度在幾厘米到幾十米不等的巖石,。因此,，月球車必須能夠自己識別各種障礙和“陷阱”，通過計算對這些危險作出判斷,，做好局部路徑規(guī)劃和運動規(guī)劃,，從而提高探測效率。

玉兔二號走到嫦娥四號著陸器旁的路線,。

聰明的月球車還必須是半個“醫(yī)生”,，如果在月球上“生病”了，那么就要有一定的診斷能力,。月球車的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有局部修改功能和重新安裝功能,，必須能夠隨時監(jiān)測運動狀態(tài)（如速度、加速度,、姿態(tài)等）,、電源狀態(tài)、控制系統(tǒng)健康狀態(tài)等,。

強壯的體格

月球車要經(jīng)得住惡劣環(huán)境的考驗和煎熬,，經(jīng)得起曬、凍,、熱,、輻射和低壓環(huán)境的考驗，還要能夠長期承擔特殊的實驗工作,。

月球表面光照條件和晝夜溫度變化很大,，單說晝夜溫度就相差約300℃，同時,，白天和夜晚還各持續(xù)約14個地球日,，因此，月球車的機械,、電氣,、視覺系統(tǒng)及其他系統(tǒng)，必須在嚴酷的溫度范圍內(nèi)長時間保持良好狀態(tài),，并能執(zhí)行各種任務(wù),。

月球上的一個晚上相當于地球上14天,。

月球車的“身體素質(zhì)”除了能耐受嚴酷的溫度環(huán)境外，還要承受強烈的輻射和真空環(huán)境,。它特殊的“眼睛”——光學和電子敏感器件,，必須能在太陽耀斑和帶電粒子輻射環(huán)境下“看清”各種目標，其他電子儀器也必須能夠承受熱輻射和帶電粒子輻射,。攝像系統(tǒng)在太陽高度角不斷變化的情況下,，還要能夠自動處理強烈的陰影影響，避開光線很弱的地方,。

玉兔二號拍攝照片，嫦娥四號著陸器清晰可見,。

除此之外,，在大氣只有地球上的一百萬億分之一的超真空月球環(huán)境中，結(jié)構(gòu)材料或儀器材料要能避免真空下的材料脫氣,，防止材料性能下降或失效,。

充沛的精力

月球車要完全靠自己解決長時間能源供應(yīng)問題。

在月球上,，月球車能夠獲得的能源主要是太陽能,，所以，白天可以通過太陽能電池和蓄電池來提供動力和能量,；在漫長的月夜,，則必須依靠自帶的高效電源裝置解決月夜的“能源危機”。

月球車要自己解決能源供應(yīng),。

辨認方向的能力

月球車要有辨認方向的特殊本領(lǐng),。我們航行在大海時，可以靠指北針辨認方向,，靠陀螺儀來確定方位,。但是，月球幾乎沒有磁場,，磁針或磁陀螺無用武之地,，怎樣確定月面方向呢？

指北針

我們在迷路時可以借助星星辨認方向,，同樣,，月球車也可以用太陽和星星作參照物，同時利用月球軌道信息和月球自轉(zhuǎn)信息來確定指北方向,，也就是采用太陽敏感器,、星敏感器以及月球星歷和自轉(zhuǎn)信息來確定月面指北方向。

較強越野能力

月球的表面是一層很厚的松軟月壤,，承載能力較低,，而月球車加上所攜帶的有效載荷重量不輕,，這就導(dǎo)致月球車“踩”在月壤上會下陷。如果月球車下陷超過一定程度,，它就無法正常行駛,。所以月球車的質(zhì)量、車輪設(shè)計必須要滿足月壤的承壓能力,，才能保證月球車在月球表面行走,。

月壤

月球車每個輪子有單獨的驅(qū)動系統(tǒng)，就算某個輪子被卡住,，其他輪子也能保證月球車脫離險境,。為了能“逃離”困境和危險地區(qū)，月球車要有前進,、后退,、轉(zhuǎn)向運動的能力，而且還要能夠越過一定高度的礫石,，跨過一定寬度的溝壑,，穿越一定深度的撞擊坑，爬過20°的斜坡,，適應(yīng)30°的側(cè)傾角,。