為什麼月球車的設計有許多特殊要求

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月球車是一種能夠在月球表面行駛並完成月球探測、考察、收集和分析樣品等複雜任務的專用車輛。它的學名是“月面巡視器”,俗稱“月球車”。月球車可分為無人駕駛和有人駕駛兩大類。

無人駕駛月球車由輪式底盤和儀器艙組成,用太陽能電池和蓄電池聯合供電,靠地面遙控指令行駛或自主導航選擇路徑行駛。有人駕駛月球車是由航天員駕駛在月面上行走的車。它為四輪驅動,靠蓄電池提供動力,最大速度為10~12千米/時,主要用於擴大航天員的活動範圍和減少體力消耗,便於隨時存放航天員採集的巖石和土壤標本。

相對於我們常見的汽車來說,月球車有許多的特殊要求。

首先,月球車面臨航天特殊環境,包括力學環境和空間環境的考驗。力學環境指在發射過程中運載火箭產生的衝擊、振動、過載和噪聲,在月面降落過程中製動火箭產生的衝擊、過載等。月球車必須經得起這些“摔、打、滾、爬”等折騰。

其次,月球車還面臨極為嚴峻的月球環境的5個考驗。

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(1)路況複雜

月球表面的地面崎嶇不平,有石塊,有撞擊坑,還有斜坡。在這種情況下,月球車的輪子便需要克服重重障礙,既不能打滑,也不能翻車,必須做到前進、後退、轉彎、爬坡,樣樣在行。

(2)溫差大

在月球的一個自轉週期內,溫度相差可以達到300℃左右。月面上如此急劇變化的溫度環境,要求月球車必須自備“空調”,隨時給自己調節溫度。極端的溫度變化會使車輪的橡膠迅速老化,因此月球車輪胎要使用特殊材料。

(3)輻射強烈

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地月空間和月球表面空間輻射的類型、能量和強度都與地球附近大不相同,月球車所使用的電子部件,特別是對輻射尤為敏感的高整合度微電子器件,不採取嚴格的抗輻射加固措施是無法工作或達不到設計壽命的。

(4)智慧控製

由於地月距離較遠,月球車不能通過遙控實時處理反饋資訊,應儘可能自主感知周圍環境,自主規劃行進路徑,自主跨越或者避開障礙,具備較強的獨立處理問題的能力。

(5)自動休眠和復甦

月球上的一天,大約相當於地球上的27天略多。因此,月球晝與夜各相當於地球上的14天。也就是說,月球車白天最多可以連續工作14天;進入月夜以後,它不能發電,就進入休眠狀態。14天後,它要能自動醒來繼續工作。

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你看,有這麼多苛刻的環境要求,月球車的設計絕對是個真正的難題!

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