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文章作者:管理一号 | 2019-01-08
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先说要点:2019年1月3日,我国“嫦娥四号”探测器成功完成人类初次月球和睦软着陆并释放月球车“玉兔二号”。这是月亮上的第7辆车。

左图:2019年1月3日,“玉兔二号”驶上月面的相片;右图:2013年12月15日,“玉兔号”驶上月面的相片;这是我国的两辆月球车

本年这头开的热烈!

北京时间1月1日13:33,美国“新视野号”勘察器成功停止了迄古人类勘察器最悠远的一次飞掠勘察举措,对一颗名为“天南地北”(Ultima Thule)的柯伊伯带小天体停止了近间隔不雅测,昔日现已可以或许看到恰当了了的相片,令人震慑!

而只是两天以后,北京时间1月3日10:26,我国第二颗月球着陆器“嫦娥四号”成功完成人类初次月球和睦降低,并在11:40经过中继卫星回传人类前史上第一幅月球和睦的地表图画,激起同伙圈刷屏狂潮。

两天,两次将被载入史册的巨大年夜壮举,如许的状况不多的。

美国宇航局局长吉姆·布里登斯坦(Jim Bridenstine)昨日方才给本身国度的”新视野号“勘察器团队表达祝贺,昔日,他又忙着给我国”嫦娥四号“团队发来贺信,祝贺他们达到人类初次着陆月球和睦的壮举

到了3号晚间,22:22分,消息传来,两器分袂成功!“玉兔二号”月球车现已渐渐驶下滑道,初次将月球车的车轱轳印压在了月球和睦的广袤地盘上。

从着陆到释放翱翔车,这一次“嫦娥四号”用了差不多12个小时,而比拟之下,2013年上岸月球的“嫦娥三号”从着陆到释放“玉兔号”(如今应当叫“玉兔一号”),中间间隔唯一7小时24分钟。可见此次实施人类初次月球和睦着陆勘察的难度有多大年夜,地上操控人员有须要慎之又慎。

接上去一两天里,我们应当等待的是传统大年夜戏:两器互拍,很快我们将可以透太小“玉兔”的眼睛,亲眼看到“嫦娥四号”着陆在月球和睦的其实面貌了!

月亮上的车子

2019年1月3日10:26,嫦娥四号成功着陆月球后头;11:40,人类汗青上第一张月球后头地表实拍图象成功回传地球,留意细腻的月面泥土

还没有分开”嫦娥四号”平台的“玉兔二号”翱翔车,这是监督相机拍摄的车轮子

此时此刻,很多读者会想一个成绩:除我们国度的两辆“玉兔号”月球车,还有其他国度把月球车奉上过月球吗?

答案是肯定的。加上“玉兔2号”,此时此刻,月球上共有7辆车,“玉兔二号”是世界上第7辆月球车。在这7辆车傍边,3辆属于美国,2辆属于苏联,2辆属于我们中国,假设不出不测的话,本年上半年还会有别的一辆小车子被奉上月球,它来自印度,假设成功,那它就是第8辆月球车。

在曾经抵达月球的7辆车里,可以分为两大年夜类:由空中控制中间遥控指示的无人翱翔车,和由宇航员驾驶的载人翱翔车。中国和苏联的月球车都属于前者;而作为唯一完成载人登月的超等大年夜国,美国的月球车实际上就是宇航员在月球上的“代步车”——美国人“轮子上的国度”的传统在月球上表示的真是极尽描摹。

昔日,老严就跟我们专门谈一谈:月球上的那些车。

美国LRV翱翔车

阿波罗15号时代,驾驭LRV翱翔车在月面行进的宇航员

LRV翱翔车3D 模型LRV翱翔车3D 模型

LRV翱翔车根本信息表

想象一下,你取得一次收费去一个你一向很想去的本地旅游的机会,可是规矩你只可以或许鄙人车的本地靠步行走几圈,不准走远,你会不会认为非常不爽?

你大年夜约会说:是的,非常不爽。

那么,假设说如今可以或许给你供给一辆收费的越野车开开,你可以或许开出去几千米,处处兜兜转转,你高不快活?

固然快活。而关于在地球上开惯了车的美国人来讲,特别快活。

好,如今假设我们把目标地改成月球,从一开端只能在着陆器旁边靠步行考察的宇航员们,如今忽然知道可以带着车上月球,想象一下他们的高兴之情吧。

对了,这就是昔时美国宇航局的想法主意,也是“月球考察翱翔车”(LRV)出生的由来。

美国宇航员们带去月球的三辆LRV,也是人类汗青上唯一在其他星球上有人驾驶的车。

上世纪60年代,时任美国宇航局马歇尔中间主任的前纳粹德国火箭专家冯·布劳恩试驾前期筹划的大年夜型月球车

LRV原型车研制时代,承包商约请宇航员参与实际体验和改进设计

LRV原型车研制时代,承包商约请宇航员参与实际体验和改进设计

从1969年到1972年间,人类一共成功停止了6次载人登月,共有12名宇航员踏足月球。在这全部的6次登月行动中,前三次(阿波罗11,12,14号)是没有携带月球车的,而后三次(阿波罗15,16,17号)则携带了月球车,也正因如此,后三次阿波罗筹划时代宇航员的活动范围取得极大年夜扩大。

1969年是一个载入史册的年份,这一年,美国研制的“土星5号”超等火箭将第一个地球人奉上了月球外面。但很多人不知道的是,就在这同一年,美国宇航局还启动了别的一个项目:为登月宇航员们研制在月球上应用的翱翔车,这就是我们上文中提到的“月球考察翱翔车”。

LRV翱翔车是怎样研制出来的?

波音公司研制过程当中的LRV翱翔车原型车波音公司研发过程当中的LRV翱翔车原型车

60年代前期另外一家工业巨擘格鲁门公司正在测验的月球车筹划

“月球查询拜访翱翔车”(LRV)有时辰会被戏称为“月球沙岸车”或许“月球小虫子”,这是一种可以或许搭载两名宇航员的电动四轮驱动车,整车长度大年夜约3米,宽2.3米,高大年夜约1.1米,虽然比拟起土星5号这个庞然巨物,LRV简直何足挂齿,但作为宇航员们在月球上的座驾,它麻雀虽小五脏俱全:装备了专门的弹性轮胎,专门的通信和导航设备,对象箱和相机等等。

可以或许幻想,即就是在昔日,要计整洁种可以或许在月球上搭载宇航员正常行进的车辆也绝非易事,更何况是在半个世纪之前。月球表面情况与地球截然不合:没有大年夜气,激烈辐射,温度改变起伏达到400度以上,重力仅相当于地球1/6,还有凹凸不平,被厚厚月壤掩盖的地表。与其说LRV是一种车,更精确的说法生怕是:这是一种装了轮子的航天器——不只需具有车子的功用,它起首得具有航天器的功用——在地球以外的顶点情况下正常作业!

LRV翱翔车轮胎筹划特写相片,留心明亮的钛合金金属镶片

月球上飙车的高手,阿波罗17号指令长尤金·塞尔南

这还没完,NASA给出的制造LRV的研发时辰极其急切:只需17个月。从1969岁终给订单,到1971年4月初,结束悉数研发、测验流程,完全符合技能请求的LRV车有须要交给肯尼迪航天中间塞进登月舱预备发射,以遇上“阿波罗15号”工程的全部停顿。面对如许的请求,作为重要承包商,波音公司和通用汽车公司做到了。现实上他们在1971年3月10日就完成了交给,比NASA的请求还早了半个月!

为了应对月球上多石块,凹凸不平的特点,LRV的四个轮子悉数选用自力悬挂体系,各自具有本身的自力电机,自力任务,可以或许轻松跳过30厘米高度的碎石妨碍,或穿越70厘米宽度的凹坑;

为了应对月面上顶点的温度条件,还对各类设备采取了专门的隔热/散热办法;并针对穿着粗笨宇航服的宇航员的操作便利性,对仪表盘和操作体系做了很多人性化筹划;

(点击可扩大年夜)LRV翱翔车设备简图

 

LRV翱翔车3D 模型,左边是车头偏向,右边是车尾偏向

当时的美国宇航局局长詹姆斯·韦伯——对,就是用他的定名定名史上最早辈空间千里镜的那个韦伯——拿到了世界上第一张001号月球驾照——美国人的滑稽感很不错!

但最大年夜的忧愁还是月球表面厚厚的尘土情况。轮子会不会陷出来?轮胎抓地会不会不可?开车会不会太动摇?行进时尘土会不会很多飞溅招致宇航员们“面目一新”?

毕竟,波音和通用汽车的工程师们找到了合适的处理筹划:选用铝合金轮毂,外侧包裹0.84mm直径镀锌钢丝织造的“弹性外层”,并贴上钛合金原料镶片以增长在低重力情况下的抓地才能,而在一些月球尘土较厚的区域,这些镶片的选用也能够或许透过增大年夜触摸面的方法防止轮胎堕入月面坚实的尘土傍边。其他,为了防止尘土飞溅,每个轮子都装置了挡尘板,应用感化还不错!

别的在荒凉无垠的月面上,登月舱关于宇航员的心思感化不可小觑,他们最怕就是走远了忘掉落回“家”的路。因此LRV翱翔车还装配有专门的导航体系,可以或许恰当精确的引导宇航员们寻觅方针,并在终了后回来基地。实际应用证清楚明了这些筹划的有效性,宇航员们对这类小车还是非常满足的。

毕竟是如何把这么大年夜的车子带去月球的?

对啊,那么大年夜一个车子是如何带去月球上的呢?

这个成绩我想必定是很多读者同伙们所关怀的。答案是:它是被放在宇航员们上岸月球时乘坐的登月舱里,一路降低到月球上的。不过,很简单幻想,登月舱外部空间狭小,要塞出来一辆车谈何简单?其他,放出来了,到了月球上宇航员们又该如何拿上去应用呢?

确切,航天任务关于搭载物品的质量和体积一向非常严苛,要说缘由其实非常简单:越重,发射起来越贵。由于登月舱的余量很无限,月球车被筹划成可折叠型,塞在登月舱降低段后部的一个储物空间里;

当登月舱安然降低月面以后,工程师们也早已筹划好了让宇航员们可以或许很轻松将车子取出并翻开应用的办法和流程,即就是在第一次应用月球车的阿波罗15号时代时代,两位宇航员结束全部车辆卸载和翻开作业也只花了26分钟!

既然如此,那么宇航员们在月球上实际应用LRV的状况又怎样呢?

1971年7月底,阿波罗15号的宇航员们在月面逗留的67个小时内,宇航员大年夜卫·斯科特(Dave Scott) 和 吉姆·埃尔文(Jim Irwin)驾驭第一辆LRV停止了三次远征,商量了哈德利月溪(Hadley Rille)和亚平宁山脉(Apennine Mountains)的广阔区域,三次总行程27千米,均匀车速达到了每小时9千米,远远超出预期,车子的耗电量也远低于预期。

现实上,当宇航员们毕竟完成任务时,这辆LRV的电池还可以或许行使80千米以上!可惜了!当宇航员们乘坐登月舱上升段从月球表面发射时,装置在LRV月球车上的遥控电视摄像机摄影下他们升空的画面。

而到了1972年4月份阿波罗16号时代,两位宇航员驾车行进的总路程也超出了26千米,在驶下一座山坡时,乃至记录到了每小时17千米的“速度记录”;固然,这个记录在阿波罗17号时代被打破,阿波罗17号的任务指令长尤金·塞尔南(Eugene Cernan)常常被先人记住是终究一个离开月球的人类,但实际上他还有一个头衔就是“月球飙车第一人”,他在月球上开出了每小时18千米的“无敌高速”。

折叠状况的LRV翱翔车

阿波罗15号任务时代应用的第一辆LRV翱翔车

比较美国的高调,苏联就要低沉的多。在宣传和媒体运作方面,美国航天部分肯定值得全球各国粹习。宣传就是话语权,就是感化力,它不但启发年青人,孕育下一代的迷信家和工程师,一路也是一个国度软实力的表示。

作为早年的确与美国齐头并进的航天超等大年夜国,人们对苏联航天的知晓率远远低于美国,直接招致苏联在这方面的吸引力和影响力与本身的实力不相婚配。这一点,值得昔日的我国相干部分沉思。

言归正传,很简单看出,比较美国巨大年夜上的载人LRV,苏联的无人月球车与我们的“玉兔”月球车更加类似,也因此越发具有可比性。

苏联的“月面步行者”

苏联拉沃什金结合体博物馆内摆设的“月面步行者”月球车模型

可以或许非常清楚的看到天线,轮子数量,和翻开的内侧盖板上贴敷的太阳能电池片

“月面步行者”翱翔车根本信息表

苏联的月球车项目称作“月面步行者”(Луноход,“Lunokhod”),这是苏联在1969年~1977年间展开的一种遥控无人月球翱翔车系列,扈从苏联勘察月球的“月球”(Luna)筹划搭载实施。最早在1969年2月19日初次测验发射,由于火箭缺点发射掉利;直到1970年,苏联“月球-17号”成功着陆月面,其带着有一辆翱翔车,即“月面步行者-1号”(Lunokhod-1),这是国际第一辆月球车。

以后,在1973年1月,“月球21号”着陆器又带着“月面步行者-2号”(Lunokhod-2)成功完成月面降低。原筹划在1977年发射的3号任务被撤消,没有发射。

苏联昔时展开本身的月球车筹划最开端实际上是为了筹划中的载人登月项目做衬托的。在输掉落和美国人的登月比赛后,苏联的载人登月筹划被撤消,所以“月面步行者”筹划转而被作为一项展开月面遥控无人翱翔车巡查勘察的迷信任务来履行了。

 

“月面步行者”翱翔车从斜道上驶下月面表示图

“月面步行者1号”在月面上的行驶道路叠加

1970年11月17日国际标准时间03:47,北京时间11:47,苏联“月球17号”在月球雨海成功完成软着陆,当日国际标准时间06:28(北京时间14:28),世界上第一辆月球车“月面步行者-1号”从双舷梯滑道驶下,开上了月球外面。

“月面步行者”翱翔车应用太阳能为本身的内置电池充电,在月球上的日间任务,夜晚则进入休眠状况,应用内置的同位素衰变产热装配供给热量,保护外部设备。这类设计思路与我们的“玉兔号”简直千篇一概——固然,不能不说,比拟粗笨的俄国造,中国设计的小“玉兔”可要轻巧灵敏多了。作为无人翱翔车,苏联的月球车质量逾越840公斤,乃至比美国载人的LRV(210公斤)重了整整4倍!而根据地下材料,中国的两辆“玉兔号”小车,重量都在140公斤阁下,相对当之无愧的身材最好!

2013年,身材细巧,在月面下行进的“玉兔号”月球车,其质量唯一大年夜约140公斤

可惜的是,2014年1月25日,第2次月夜休眠之前,受混乱月面情况的影响,月球车的组织操控出现异常,玉兔号不再克不及动弹,但它一向倔强存活了972天,远远超出预订筹划的3个月

“月面步行者1号”在月面作业了322天,行进10.5千米,传回超越2万张电视图画和206张高清全景相片。一路还停止了25次泥土分析和其他很多分析作业;

“月面步行者2号”作业了大年夜约4个月,行进超越42千米,穿越一些斜坡和峡谷。现实上,一向到2014年被美国的火星车超越之前,它都保持着地球以内行进间隔最远的车辆的世界记载。

“月面步行者3号”现已制造结束,本来筹划由1977年发射的“月球25号”带着飞向月球。然则由于资金匮乏和其他方面的改变,任务被撤消,至今,3号依然静静的停放在研发方拉沃什金结合体的博物馆内,沉默沉寂不言。

1973年以后,整整40年,再无月球车踏足月面,直到2013年,我国“嫦娥三号”着陆器搭载的“玉兔号”月球车才毕竟打破月面这耐久的沉寂。而随着“嫦娥四号”和“玉兔2号”的成功抵达,月球车的传奇故事,还在持续…


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