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探月总师：玉兔号身披“黄金甲”是为反射强光

海口网　http://www.hkwb.net　时间：2013-12-04 14:38

“玉兔号”将执行哪些任务？

12月2日凌晨，中国在西昌卫星发射中心成功将肩负首次登月任务的探测器“嫦娥三号”送入轨道。由着陆器和“玉兔号”月球车组成的“嫦娥三号”，预计于12月中旬在月球虹湾区软着陆。吴伟仁说，在月球实现软着陆是“嫦娥三号”探月任务中最难的一环。

“着陆器通过反推发动机缓冲，在月面上徐徐降落，舱门打开，弹出斜梯。月球车缓缓舒展蜷缩的身体，调整好姿态，走出舱门，滑下斜梯，开始漫步月球……”中国科学院院士、探月工程高级顾问欧阳自远这样描述“玉兔号”月球车登临月球的场景。

之后，“玉兔号”月球车将驶离着陆器，在月面进行3个月的科学勘测，着陆器则在着陆地点进行原地探测。“玉兔号”底部安装了一台测月雷达，可发射雷达波，探测二三十米厚的月球土壤结构，还可以对月球下面100米深的地方进行探测。“这是世界上其他国家从来没有做过的事情。”欧阳自远说。

“静若处子，动若脱兔。”有限的时间，意味着“玉兔号”月球车的工作必须是高效的——依靠各种先进设备，对月表进行三维光学成像、红外光谱分析，开展月壤厚度和结构科学探测，对月表物质主要元素进行现场分析，等等。

着陆器的设计寿命是一年，月球车的则只有3个月。它们将在完成任务后永远留在月球。“当然，我们希望它能够实现这个寿命，也希望超过这个寿命，就像‘嫦娥二号’一样。”吴伟仁说，“嫦娥二号”的设计工作时间是半年，但是到现在还在工作，已经3年多了。“设计寿命过后，就看它们的生存能力了。”

“玉兔号”着陆地点为何选在虹湾区？

这次“嫦娥三号”预定的月球着陆区“虹湾”，并不是真的海湾，而是像彩虹一样的巨型陨石坑壁。月球上有很多地方以“海”和“洋”命名。古人望月，以为看到的是海，其实不是。虹湾区位于月球北纬43度左右、西经31度左右，南北长约100千米、东西长约300千米。“比北京海淀区小一点，月球车探测的只是虹湾区的一部分，据专家介绍是5平方公里”，庞之浩说。

“严格来说，月球没有水，没有空气，也谈不上美”，焦维新说，在绘图时一般习惯把平坦的地方绘上蓝色，高一点的地方绘上黄色，再高一点的绘上红色，月球虹湾区整体低洼平坦，用常规方法绘出来就是一个美丽的海湾，“有点像我们的渤海湾”。

庞之浩介绍，之所以选择在虹湾区落月，是出于多种综合因素的考虑：一是这里比较平坦，落月比较安全；二是美苏的探测主要集中在月球赤道附近，虹湾仍是月球研究的空白，探测该区域非常有科学价值；三是能实现正面直接测控通讯；四是太阳光照较好，能保证探测器的太阳能电池板正常工作。

“玉兔号”如何克服月球上超过摄氏300度的温差挑战？

“古人把月亮称为广寒宫，一点都不假。月面夜间最低温度可以降至摄氏零下180度，电子设备根本无法工作。”中国探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正说，“更要命的是，月球上的一晚上相当于地球上的14天，可谓‘长夜漫漫真难熬’！”

更糟糕的是，由于月球上的一天约相当于地球上的28天，其中约14天会被太阳连续暴晒，月球车面临散热难题；接下来的约14天又是连续月夜，在摄氏零下100多度的环境里，大部分电子设备无法工作，只能“冬眠”，还需要专门设备保持月球车的内部温度，防止设备被冻坏。要让探测器同时适应这两种极端温度，难度非常大。而且一旦夜昼交替，探测器还要从“冬眠”状态中被“唤醒”，如何保证系统正常启动也是道难题。

“玉兔号”月球车身披“黄金甲”，目的不是为了好看，而是为了反射月球白昼的强光，降低昼夜温差，同时阻挡宇宙中各种高能粒子的辐射，从而支持和保护月球车上的红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。

按照科研人员的精心设计，“玉兔号”与人类的作息制度一样，也是日出而作、日落而息，白天还要午休，只不过它每天的工作时间相当于地球上的14天，然后又会一觉睡14天。

漫漫长夜之后，“玉兔号”怎么才能立刻点火工作呢？它需要一床御寒的“被子”和一个叫它起床工作的“闹钟”。承担这两项功能的是它的供电系统——太阳翼。据“嫦娥三号”探测器副总设计师贾阳介绍，晚上，“玉兔号”的桅杆会收起来，太阳翼也会扣上，“这个过程中相当于把巡视器（月球车）散热的途径隔绝掉了。然后，当阳光逐渐从东边起来，到达5度的高度时，巡视器就被唤醒了，进入到第二天白天的正常工作。”

“不仅气温低时要睡觉，气温高时也要小憩。”测控系统主任设计师张波介绍，“白天时，‘玉兔号’月球车的太阳能电池帆板还要调整角度，避免被阳光照射得太热。最热的月午，月球车还要进行‘午休’。”这种作息极大地增强了“玉兔号”适应月表恶劣环境的能力。

对一些特别娇嫩的设备，月球车内还专门准备了“暖宝”——核电池。核电池提供电能的时间非常长，一个硬币大小的核电池，就可使用5000年。这项技术如能成功，将使我国成为继美俄之后，世界上第三个将核动力应用于太空探测的国家。