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专家解读探月工程:玉兔可称“高富帅” 技术自主研发

2013年12月02日 11:58 来源:钱江晚报 参与互动(0)

  北京时间今天凌晨1时30分,嫦娥三号携带玉兔号月球车,成功奔向月宫。

  运载火箭将嫦娥三号直接送入地月转移轨道;在轨飞行约5天,近月制动被月球捕获,进入100公里环月圆轨道。飞行约4天后,变轨进入15公里×100公里椭圆轨道;再飞行约4天后,从高度约15公里的近月点开始动力下降。着陆后,探测器择机释放月球车,着陆器开展就位探测,月球车开展巡视勘察。

  整个探测过程至少一年。

  嫦娥三号这遨游的英姿,看来是要蟾宫(月宫)折桂去了!

  “嫦娥奔月”如何登陆月球?“玉兔探月”怎么完成任务?“嫦娥”、“玉兔”结伴在广寒宫的“衣、食、住、行”是怎么保障?针对奔月的种种科学奥秘,本报记者专访中国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远先生,北京大学地球与空间科学学院教授焦维新先生,请他们为大家详细解读。

  月球日夜温差几百摄氏度

  它们怎么保暖、补充能量

  月球公转、自传的周期都是28天,所以月球上的一个白天,是地球的14天,一个黑夜也是地球上的14天。那么嫦娥三号落到月球后,将面临14天没有太阳的日子。 没太阳的月球,表面温度是-170度,不能工作,机器也要“冻死”。但你还不能给它穿很厚的“棉衣”,否则一见太阳的日子,温度又是150度,没法“脱衣服”了,这个问题怎么解决?

  “嫦娥三号配有核电源。”焦维新教授说,核电源的专业名称叫做“放射性同位素热电源”。这个“电池”装置,利用同位素衰变产生的热量,可以直接提供给探月探测器系统保温所需的能量,加上系统自身带有恒温装置,到了月球的晚上,电池会自动熄火。

  同时,系统也能将热能转化为电能,着陆器、尤其是需要到处跑的探月车,能借此“补充能量”。

  此次软着陆安家虹湾

  是嫦娥二号选中的好房产

  嫦娥三号登月探测器,包含了着陆器和探月车两个部分——着陆器一旦登陆月球,就不动了,将在月球表面勘察一年;月球车玉兔号,也就是一个巡视器,设计寿命3个月,要在月球上“跑动”,要完成勘察巡视的多项任务。

  嫦娥三号落月位置将选择在月球的虹湾区,这个地址是怎么选出来的?这有什么样的讲究?

  焦维新教授说,对探月器来说,选什么样的位置落月安家,首先考虑的是保证系统的安全,其次看科考价值,还要顾及地球的通讯系统这条“风筝线”,能足够驾驭住“摇曳”到月球的探测器。

  嫦娥三号落月的位置叫做虹湾,这是嫦娥二号绕月飞行期间,精挑细选的一处“房产”,它位于月球北纬43度左右、西经31度左右,南北长约100公里、东西长约300公里。

  虹湾属于月海的一个部分。月海形成于几十亿年前,是月球上的一个巨大的陨石坑。后来,月球上火山爆发,崩裂出来大量的玄武岩,就把这个大坑的一些部分给填平了。形成了平坦、坡度小的区域,就是虹湾地貌。

  “地区选好了,那么软着陆的困难在哪里?”记者请教欧阳院士。

  欧阳院士说: “嫦娥三号的任务是落月。但是它不能像嫦娥一号一样硬着陆,牺牲自己粉身碎骨,它得软着陆。”

  在月球上登陆,降落伞爱莫能助,因为超真空环境,没有风啊,用降落伞等于自杀。欧阳院士说,嫦娥三号的着陆系统,是一个“反推”的装置,发动机在背后拖着它,让它慢一点掉下来。降落到一百米高度的时候停下来,着陆器自主选择一块比较平坦的地方,认准了降落下去。降到四五米高的地方,关掉发电机,让它自由落体掉下来。

  玉兔可称“高富帅”

  技术都是自主研发

  在月球上行动,是嫦娥三号的新使命。嫦娥三号的着陆器和月球车,各自有什么任务?它们使用什么样的先进技术来完成任务?

  “嫦娥三号到底‘背’了多少先进设备上月宫?”

  欧阳院士介绍,着陆器上有两样东西,是别国上月球都没有使用过的:第一个是天文月基望远镜。它会自动从各个角度,观测月球上的天区。“这可是科学家梦寐以求的天空,真空,又没有污染,能看得非常的清晰。”

  “第二,我们还放了一台极紫外照相机,在着陆器上。它的功能是监测地球的动态。”

  “我们的绕地卫星,也有这个监测功能,但是有一个最大的缺点,它只能一圈一圈绕着地球飞,东边发生个事,绕到西边的卫星,完全赶不上趟。嫦娥三号上的照相机监测是实时的,整个地球范围的。”

  “着陆器着陆之后,有个梯子伸出来,将会有一辆月球车,像元首一样,缓缓从着陆器里‘走’出来。着陆器和月球车两兄弟,要一起在月球表面探测。”

  月球车玉兔号的设置,也是全世界首创,各界已经称其为“高富帅”了。欧阳教授介绍,月球车上,安放了各种照相机,这小车,活似个《国家地理》杂志的职业摄影师,边走边干活,还能一边探测,这项探测是3D的,地下100米深的结构,看得很清爽。

  “最关键的是,所有的技术,都是中国自主研发。”欧阳院士自豪地说。

【编辑:朱峰】

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