之后，“玉兔號(hào)”月球車將駛離著陸器，在月面進(jìn)行3個(gè)月的科學(xué)勘測(cè)，著陸器則在著陸地點(diǎn)進(jìn)行原地探測(cè)。“玉兔號(hào)”底部安裝了一臺(tái)測(cè)月雷達(dá)，可發(fā)射雷達(dá)波，探測(cè)二三十米厚的月球土壤結(jié)構(gòu)，還可以對(duì)月球下面100米深的地方進(jìn)行探測(cè)。“這是世界上其他國(guó)家從來沒有做過的事情。”歐陽自遠(yuǎn)說。
“靜若處子，動(dòng)若脫兔。”有限的時(shí)間，意味著“玉兔號(hào)”月球車的工作必須是高效的——依靠各種先進(jìn)設(shè)備，對(duì)月表進(jìn)行三維光學(xué)成像、紅外光譜分析，開展月壤厚度和結(jié)構(gòu)科學(xué)探測(cè)，對(duì)月表物質(zhì)主要元素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，等等。
著陸器的設(shè)計(jì)壽命是一年，月球車的則只有3個(gè)月。它們將在完成任務(wù)后永遠(yuǎn)留在月球。“當(dāng)然，我們希望它能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)壽命，也希望超過這個(gè)壽命，就像‘嫦娥二號(hào)’一樣。”吳偉仁說，“嫦娥二號(hào)”的設(shè)計(jì)工作時(shí)間是半年，但是到現(xiàn)在還在工作，已經(jīng)3年多了。“設(shè)計(jì)壽命過后，就看它們的生存能力了。”
“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“海”和“洋”命名。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。“比北京海淀區(qū)小一點(diǎn)，月球車探測(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。
“嚴(yán)格來說，月球沒有水，沒有空氣，也談不上美”，焦維新說，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；四是太陽光照較好，能保證探測(cè)器的太陽能電池板正常工作。
“玉兔號(hào)”如何克服月球上超過攝氏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)備根本無法工作。”中國(guó)探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正說，“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)被太陽連續(xù)暴曬，月球車面臨散熱難題；接下來的約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)備無法工作，只能“冬眠”，還需要專門設(shè)備保持月球車的內(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)——太陽翼。據(jù)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師賈陽介紹，晚上，“玉兔號(hào)”的桅桿會(huì)收起來，太陽翼也會(huì)扣上，“這個(gè)過程中相當(dāng)于把巡視器（月球車）散熱的途徑隔絕掉了。然后，當(dāng)陽光逐漸從東邊起來，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。”
“不僅氣溫低時(shí)要睡覺，氣溫高時(shí)也要小憩。”測(cè)控系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張波介紹，“白天時(shí)，‘玉兔號(hào)’月球車的太陽能電池帆板還要調(diào)整角度，避免被陽光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進(jìn)行‘午休’。”這種作息極大地增強(qiáng)了“玉兔號(hào)”適應(yīng)月表惡劣環(huán)境的能力。
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