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帶你看這個中秋“玉兔”在月球上發生的故事

時間:2019年09月16日 信息來源:本站原創 點擊: 字體:

自古以來,中秋節就流傳著“嫦娥奔月”的傳說。而現在,我國在月球上有了真正的“嫦娥”和“玉兔”,由中國空間技術研究院抓總研制的嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”月球車開創了許多個“世界首次”,也為我們帶來了更加美好的中秋記憶。

 

在月球背面行走不容易


在今年的1月3日,在月球背面迎來了兩位特殊的旅客:中國的嫦娥四號著陸器和玉兔二號月球車。它們還在月球背面傳回了一張自拍照,照片里五星紅旗極為奪目,這也是首個在月球背面閃耀的國旗!

 

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如今,“玉兔二號”月球車已經在月球背面行走了284.6米,刷新了我國航天器月球行駛距離的新紀錄。不過,這個紀錄得來可不是那么容易。這個中秋,我們一起來看看玉兔二號在月球上發生的故事。

 

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眼前的這張路線圖就是玉兔二號在月背行走的路線。上面每一個圓圈就代表著月球表面的一個坑,可以看到嫦娥四號的著陸點附近,幾乎被大大小小的坑包圍了,這讓玉兔二號從起步開始,就遇到了不小的挑戰。

 

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研究院玉兔二號巡視器遙操作系統主任設計師彭松表示,當時著陸之后下去的環境比預想的要惡劣,剛下去就南面有個坑,北面在十米左右也有個坑。那塊分析的坡度也是比較大的,如果車過去了之后會有危險。

 

盡管玉兔二號希望自己能夠盡早地投入工作,但是在它駛向遠方之前,還需要完成一項重要的任務——給嫦娥四號著陸器拍張帶國旗的正面照。


玉兔二號與著陸器分離之后,它們其實是“背對背”的。也就是說它需要在這“四面環坑”的情況下,找到一條平穩、安全的路,從而走到著陸器的正面拍照。

 

彭松表示,當時規劃的時候是非常緊張的,幾個點都有很大的坡度,沒有別的選擇余地,當時選的應該基本上是唯一的互拍點。

 

玉兔二號準確地走到了唯一的拍照位置,圓滿地完成了自己的第一項任務,也讓我們看到了在月背上閃耀的第一面國旗。不過還來不及驕傲,它就要獨自面對更多的難關了。

 

它在月球上第三個月晝時走過的路(見下圖),相比較于之前還會留些空隙,這里的圓圈基本上是相切的。也就是說,坑與坑幾乎連在了一起,玉兔二號不得不沿著坑的邊緣上下爬坡。彭松強調,基本上沿著坑過去的,走這一步路的時候要特別小心。

 

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 彭松表示現場的圖像是(玉兔二號)巡視器自己拍的,然后確定行走路線。為了自己的安全,玉兔二號會第一時間將自己看到的信息傳回給地面。這點上它要比自己的“姐姐”玉兔號幸運得多。相比較于嫦娥三號任務,這次我們擁有了海外的阿根廷測控站,加上國內的佳木斯和喀什兩個測控站,可以實現對嫦娥四號和玉兔二號24小時不間斷的監控和保護。

 

研究院嫦娥四號任務測控系統總設計師李海濤表示,嫦娥三號每天大概工作14個小時左右,當時只有佳木斯和喀什兩個深空站,喀什出站以后相當于就沒有測控了,這個時候工作基本上處于一個停滯的狀態。這個任務是24小時不間斷的一個連續的一個工作。只要是在月晝,我們就連續的工作十天左右,是非常辛苦的。

 

這個中秋,月球上又進入了月夜,小兔子和地面的師傅們也可以休息一下,等到進入新的月晝,繼續充滿能量地開始新一輪的月背探險。

 

帶著姐姐未完成的夢

 

事實上,玉兔二號比姐姐玉兔號要幸運的不僅僅是全天候的保護。2013年底,玉兔號月球車隨嫦娥三號來到月球,但是在一個多月之后,它就因為和月球表面的石塊發生了磕絆,失去了行走的能力。

 

為此,科研人員對玉兔二號進行了針對性的改進,讓它能夠更健康地行走和工作,也讓之前在玉兔號上沒來得及完成的夢想,有了實現的機會。

 

2014年1月25日,在進入第二個月夜休眠前,玉兔號受到復雜月面環境的影響,機構控制出現異常。盡管后來它頑強地實現了月晝喚醒,但是卻失去了行走的能力。2016年7月31日,沒來得及再過一個中秋,“玉兔號”正式停止工作,這也成了嫦娥研制團隊內心最大的遺憾。

 

研究院玉兔二號GNC及綜合電子分系統副總師陳建新回憶道,經過很多努力過后,后來還是沒有讓車再走起來,大家也是覺得心中非常的一個遺憾,但是,大家把這個遺憾也都轉化到了嫦娥四號的工作中。

 

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就這樣,玉兔二號身上有了更多的牽掛。研制人員對它進行了軟件系統的不斷升級,和硬件設備的不斷完善,希望它能夠在更加未知和復雜的情況下走得更遠,也能夠實現當初玉兔號沒能完成的事情。

 

研究院玉兔二號GNC分系統副主任設計師毛曉艷表示,我們是把很多當時嫦娥三號沒有做到的這些模式,在嫦娥四號都實現了。比如說5月份的時候,做了自主避障行走。它是走到的精度很高,基本上是完全走到目標點了。因為自主避障行走,以后在火星探測上可能是主要的工作模式,為后面的深空探測做一些準備。

 

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承載著更多的期待和責任,玉兔二號已經在月球背面工作了九個月晝了。再過兩個多月,它就會超越前蘇聯的月球車一號,成為世界上行走時間最長的月球車。當然,這也遠遠沒有達到研制人員的預期。

 

毛曉艷表示,我們肯定希望它的壽命如果能往十年上去奔,當然是更好的。大家當然希望它能夠在月球上走得更遠,走到更多的沒有去過的地方看一看。

 

讓五星紅旗閃耀月背

 

盡管月背上的每一步都可能會面臨危險,但是我們的玉兔二號一直都是一只勇敢的“兔子”,因為它知道自己帶著地球上師傅們的期待和精心的保護,也知道自己有著更重要的使命和責任。

 

為了保證玉兔二號順利走上月面,嫦娥四號著陸器上攜帶了三臺監視相機,全方位的保護和監控它駛向月面的每一步。

 

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研究院嫦娥四號監視相機負責人林宏宇表示,從它的解鎖,一直到整個小車駛離著陸器,沿著轉移機構一直到月表這個過程,這三臺相機是一個一個接著可以連貫起來,保證兩器分離。

 

為了兩器分離這短短的幾個小時,科研人員要用近三年的時間研制和測試這三臺監視相機,而這就是嫦娥四號任務的一個縮影。每一個創造歷史的瞬間,背后都是航天人多年的默默耕耘。

 

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在這張兩器互拍照里,五星紅旗熠熠生輝。可是很多人都不會想到,為了這面閃耀在月球上的國旗,研制團隊用了兩年多的時間,做了幾百次的實驗。

 

研究院的嫦娥四號器表國旗設計師李林介紹道,長寬,五角星的定位,每個五角星的頂角的位置,都是嚴格的國標的標準。旗面尺寸長邊是192毫米,短邊是128毫米,它的誤差就是在毫米的要求。

 

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除了尺寸要精確無誤,更難的是在太空中保持國旗的顏色。在日常生活中,即便是幾十度的高溫暴曬,國旗都可能會褪色變形。而在月球上的溫度達到120度,為了能夠找到一種不褪色的材料,讓嫦娥四號上的國旗可以一直閃閃發亮,研制團隊不斷地調整顏料配方,即便是有微小的差別也必須推翻重來。

 

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李林表示,這些都是失敗的,這個就是在熱真空實驗之后顏色變暗了。有的肉眼看不出偏差,但是通過專業的儀器比對,還是有區別,就都要重來。因為國旗代表著國家形象,必須要標準。

 

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幾百次的試驗驗證,研制團隊終于找到了可以在月球極端惡劣條件下保持顏色的顏料和制作方法,也讓玉兔二號可以一直帶著這面閃耀的五星紅旗,走向更遠的地方。




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