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克服艰难险阻,看月球车的十八般武艺

少儿编程网2019-12-02 14:03:54儿童科普文章 人已围观 来源:科普中国 -用户投稿

简介月球车是能够在月面行驶,为我们人类进行月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。  为了探月,月球车历尽千难险阻,今天,为大家讲述月球车的故事。  让我们先了解一下月球车。按照是否载人,月球车分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车两种。  无人驾驶月球车由行走机构和仪器舱两部分组成,主要利用太阳能电池、蓄电池或同位素温差发电器联合供电。月球车通过地面操控人员控制和月球车自主控制两种方式,来实

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月球车是能够在月面行驶,为我们人类进行月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

为了探月,月球车历尽千难险阻,今天,为大家讲述月球车的故事。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

让我们先了解一下月球车。按照是否载人,月球车分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车两种。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

无人驾驶月球车由行走机构和仪器舱两部分组成,主要利用太阳能电池、蓄电池或同位素温差发电器联合供电。月球车通过地面操控人员控制和月球车自主控制两种方式,来实现对月球表面的移动式探测。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车2号无人驾驶月球车Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

有人驾驶月球车由登月航天员驾驶,主要帮助航天员扩大在月面的活动范围,减少航天员的体力消耗,还能够存放和运输航天员采集的岩石和月壤样本。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

阿波罗15号月球车Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

可以说,月球对于探月活动来说是必不可少的。然而,不管是无人驾驶还是有人驾驶的月球车,要想登上月球并在月球正常地工作都绝非易事。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车不仅要经得起发射、降落和行进过程中的“摔、爬、滚、打”,还要经受得住月面复杂环境的考验,因而月球车必须像一个具有十八般武艺的战神才行。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

那么,月球车登月会面临什么样的困难呢?Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

练得火眼金睛还要铮铮铁骨Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

因为月球没有大气层的保护,月球每天都会直接面对太阳风等大量宇宙射线。当宇宙射线击中月球表面后,会引发微型的核反应,这就导致月球表面会产生大量的次级辐射。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月表有次级辐射Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车在月球表面上时,完全暴露在多种宇宙射线下,强烈的电磁辐射可能破坏月球车上的电子遥控系统。因此,月球车上的光学和电子敏感器件,必须能在这样的辐射环境下“看清”各种目标,其它电子仪器也必须能够承受热辐射和带电粒子辐射。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

耐热耐冷的“战袍”Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球没有大气层,温度变化全由太阳光直接决定。因此,月球日间最高温度可达120℃,而夜间则会降至—180℃,昼夜温差高达300℃。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

在这种情况下,制作月球车的材料必须保证能横跨300℃的温差,而且结构材料还得不变形、不断裂。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车的材料需要耐热耐冷且不断裂变形Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

此外,月球车还要配备热控系统,以保证仪器设备处在—10℃~45℃的工作温度,否则所携带的一些“娇嫩”的仪器将会损坏或失效。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

防挥发抗凝固的“润肤霜”Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球表面属于高真空环境,普通润滑油极易挥发失效,或由于温度太低而凝固。因此,月球车和仪器设备各活动部件之间要用特殊的固体润滑材料,无论环境温度如何变化,润滑材料都不能失效。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

为过夜练就“大胃王”Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球自转一周是28天,所以月球上一个晚上就相当于地球的14天。在月球的夜晚,由于没有太阳的光照,月球车不能依靠太阳能电池供电。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球上一个晚上有地球上14天Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

要想熬过漫长的月夜,月球车除了需要在白天储存电能外,还要携带体积小、能量大的高效电源装置,如放射性同位素温差发电器,以解决月夜期间的“能源危机”。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

身处尘世,纤尘不染Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球表面覆盖着一层厚度不一的月壤。月壤就像地球上的尘土,又轻又细,受到太阳紫外线辐射,月壤细粒就会周期性的扬起。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月壤Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车在月面行走时,也容易带起大量月壤细粒,它们会进入甚至覆盖在月球车所载的仪器设备上。这将影响到探测效率与数据分析的准确程度。所以,月球车的机械系统和视觉系统要有特殊的防尘、密封等尘埃防护措施。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

要听命令还要自主避难Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

地月之间相距38万千米,地月通信时存在着几秒的时间差。如果月球车需要地球上的地面操作人员来控制,那么月球车就可能在这几秒的时间差内遇到不能及时躲避的危险和困境,进而可能导致任务失败。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

这就需要月球车在接受地面遥控的同时,还需具备在未知环境下自主避障和自主导航的能力,避免进入移动“死区”、通信“死区”和能源“死区”。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

由此可见,月球车想要在月球上巡视和工作,是十分不易的。那么,人类最早是什么时候将月球车送上月球的呢?Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

世界上第一辆月球车是苏联于1970年11月发射的月球车1号无人驾驶月球车,它是随着月球17号探测器登上月球的。月球车1号不仅巡视了月面,还拍摄了月面照片,而且对月壤进行了分析,收集了珍贵的月面数据。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

月球车1号Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

2013年12月,我国首个月球车玉兔号登上了月球,它超长服役了972天,实现了月壤探测、月球表面下10米—140米的浅层探测,取得了丰富、珍贵的月球地质材料。Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

玉兔号月球车Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

目前,我们的玉兔二号月球车,正在月球执行探测任务,它必将继续更深层次更全面地科学探测,完善月球档案资料。让我们共同期待吧!Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

嫦娥四号及月球车着陆月球示意图Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

参考文献/《探月的故事》Amq少儿编程网-Scratch_Python_教程_免费少儿编程学习平台

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