如何熬過(guò)14天“漫漫長(zhǎng)夜”

【專家解說(shuō)】：專家解讀
如何熬過(guò)14天“漫漫長(zhǎng)夜”？
專家介紹，“玉兔”想要在月球上圓滿完成任務(wù)，需要闖過(guò)五道關(guān)。
【難關(guān)1】
14天“黑暗期”如何熬過(guò)？
月球繞地球轉(zhuǎn)一圈需要28天多，月球自轉(zhuǎn)也是28天。這意味著，月球上的一晝夜相當(dāng)于地球上的28天，月球上的一個(gè)夜晚相當(dāng)于地球上的14天。這意味著在長(zhǎng)達(dá)近半個(gè)月的時(shí)間里，月球車無(wú)法指望太陽(yáng)能供電，它究竟要怎樣開源節(jié)流，才能熬過(guò)漫長(zhǎng)黑夜？
經(jīng)歷極低溫度后，“月夜喚醒”又是一個(gè)難題。
應(yīng)對(duì)：太陽(yáng)能面板+“暖寶”
為此，科研人員為“玉兔”號(hào)精心設(shè)計(jì)了休眠模式—14天工作，14天“睡覺(jué)”。
該“睡覺(jué)”的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)養(yǎng)精蓄銳，該“起床”的時(shí)候又能自動(dòng)喚醒重新投入工作。這種“日出而作，日落而息”的規(guī)律作息，極大地增強(qiáng)了“玉兔”號(hào)適應(yīng)月表惡劣環(huán)境的生存能力。
中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)副主任焦維新接受記者采訪時(shí)表示，對(duì)于一些特別嬌嫩的設(shè)備，車內(nèi)還專門準(zhǔn)備了“暖寶”—月球車將首次使用我國(guó)自主研制的原子能電池，接受嚴(yán)寒、酷暑的考驗(yàn)。
其熱控系統(tǒng)將通過(guò)同位素?zé)嵩?、隔熱組件、散熱面設(shè)計(jì)等組件，使工作時(shí)的艙內(nèi)溫度控制在20℃至55℃之間。
“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零下180℃，電子設(shè)備根本無(wú)法工作?！碧皆鹿こ谈笨傊笓]、探月與航天工程中心主任李本正接受媒體采訪時(shí)表示。
由于月球沒(méi)有大氣層，溫度的變化全由陽(yáng)光直接決定，所以日間最高溫度可達(dá)150℃，晝夜溫差高達(dá)330℃；而且因?yàn)樵氯赖臒釋?dǎo)率極低，即使在日間，只要月球車的一個(gè)部件處在陰影下，陰影中與陰影外的溫差同樣高達(dá)300℃，是一個(gè)徹底的“冰火兩重天”。
【難關(guān)2】
日夜溫差高達(dá)330攝氏度，如何適應(yīng)？
測(cè)控系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張波介紹，“白天時(shí)，月球車的太陽(yáng)能電池帆板要調(diào)整角度，避免被陽(yáng)光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進(jìn)行‘午休’?！睆埐ń榻B，“玉兔”號(hào)設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)月，這意味著其要經(jīng)歷3個(gè)月球白天和3個(gè)月球黑夜。所有的工作，要在月球時(shí)間的“上午”和“下午”完成。
【難關(guān)3】
月球松軟灰塵可能進(jìn)入設(shè)備
月球車在月面“行走”風(fēng)險(xiǎn)重重。由于太陽(yáng)紫外線輻射的影響，月壤細(xì)粒會(huì)周期性的升起，而月球重力僅為地球的1/6，月球車行走時(shí)更容易帶起大量月壤細(xì)粒，形成月塵。月塵可能進(jìn)入甚至覆蓋月球車所載儀器設(shè)備，一旦附著很難清除。月塵可能引起月球車很多故障，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。
應(yīng)對(duì)：控制姿勢(shì)等方式消除月塵
美國(guó)田納西大學(xué)的科學(xué)家們提出，利用磁場(chǎng)制作月球空氣過(guò)濾器的設(shè)想。利用多個(gè)永久磁鐵產(chǎn)生一個(gè)巨大的磁場(chǎng)，以吸附空氣中的月球塵埃微粒。而關(guān)掉過(guò)濾器，就能把塵土擦掉。
專家認(rèn)為，這為我國(guó)月球車的研制提供了一些新的思路。焦維新表示，月球車會(huì)通過(guò)控制姿勢(shì)等方式消除月塵。
【難關(guān)4】
崎嶇“月球路” 玉兔坎坷行
全程參與研制的主任設(shè)計(jì)師肖杰說(shuō)，月球重力是地球的六分之一，表面土壤非常松軟，凹凸不平，有石塊、有隕石坑，還有陡峭的高坡。在這種環(huán)境中，月球車既不能打滑，更不能翻車。
想要克服這些困難，“玉兔”號(hào)必須具備“眼觀六路、耳聽八方”“獨(dú)立思考、自主判斷”的本領(lǐng)。
應(yīng)對(duì)：有4只“眼睛” 能夠自主判斷安全避讓
肖杰介紹，“玉兔”號(hào)有4只“眼睛”，分別是全景相機(jī)和導(dǎo)航相機(jī)。通過(guò)相機(jī)觀察周圍環(huán)境，對(duì)月面障礙進(jìn)行感知和識(shí)別，然后對(duì)巡視的路徑進(jìn)行規(guī)劃。研制中，科研人員曾拿出四輪、六輪、八輪以及履帶式等幾十種方案。最終，“六輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向”的方案，憑借高可靠性和低重量的完美結(jié)合一舉勝出。
【難關(guān)5】
遭受多種宇宙射線輻射

因?yàn)槿狈Υ髿?，登陸后的月球車將完全暴露在多種宇宙射線下，強(qiáng)烈的電磁輻射可能破壞電子遙控系統(tǒng)，這對(duì)接收系統(tǒng)的最大接收功率提出了相當(dāng)高的要求。
月球每天都會(huì)直接面對(duì)超新星與太陽(yáng)風(fēng)暴等大量宇宙射線，而當(dāng)宇宙射線擊中月球表面時(shí)，會(huì)引發(fā)微型的核反應(yīng)，其結(jié)果就是月球表面也產(chǎn)生大批危險(xiǎn)的次級(jí)輻射。
“玉兔”被設(shè)計(jì)為身披“黃金甲”，目的不是為好看，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。所有這一切，都是為了支持和保護(hù)月球車的腹中“秘器”—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。