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人类首次月球车行驶

时间:2019-07-30 11:17:41来源:本站整理作者:网络阅读:

长久以来,人类从未停止过对宇宙的探索,而距离地球最近的就是月球了,这个在我国古代充满着神话色彩的星球,人们也对它非常感兴趣。1971年,第一辆登上月球的月球车开始行驶,月球车是专门为探索月球研发出来的机器,它到底长什么样?中国在这项技术上面又做到了哪一步呢?

人类首次月球车行驶

月球车是一项技术复杂、要求严格的研究开发任务,开发者除了要突破、掌握同机器人相关的轻型机械、机构、遥操作、自主导航和机械臂等技术外,更重要的是要在按航天器的规范与标准研制管理上多下工夫。分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车两种。1970年11月,前苏联发射的无人驾驶的“月球车”1号成功降落在月球上,成为世界上第一个月球车,1971年7月,美国阿波罗15”号宇航员戴维斯-R-斯科特和詹姆斯-B-欧文进行了人类首次有人驾驶的月球车行驶。

2013年12月发射的嫦娥三号的任务是要实现落月就位探测和巡视,它不仅要在月球表面上实施软着陆,并且还要在月球上释放我国首辆月球车。2013年9月25日,国防科工局召开发布会,揭开了嫦娥三号月球车的神秘面纱,并面向全球征集名称。2013年11月26日,中国首辆月球车——嫦娥三号巡视器全球征名活动结束,月球车命名“玉兔”。此名”既体现了中华民族的传统文化,又反映了中国和平利用太空的宗旨。

人类首次月球车行驶

历史由来

1970年11月17日苏联“月球”17号探测器(见“月球”号探测器)把世界上第一个无人驾驶的“月球车”1号送上月球,它行驶了10.5公里,考察了8万平方米的月面。后来的“月球车”2号行驶了37公里,向地球发回88幅月面全景图。

1971年7月31日,“阿波罗15”号宇航员戴维斯-R-斯科特和詹姆斯-B-欧文进行了人类首次月球车行驶,他们驾驶着4轮月球车,在崎岖不平的月球表面上,越过陨石坑和砾石行驶了数公里。 斯科特和欧文成为在月球上漫步的第7位和第8位人,而且是第一个在月球上驾车行驶的。

他们于30日在月球的“雨海”登陆,并于美国东部时间31日上午9时25分离开“隼”号登月舱。几分钟之后,他们从宇宙飞 船上卸下月行车,开始了他们的勘探旅行。游车的前舵轮操作不灵,但是按设计只有后轮驱动,后驱动轮运转良好。

当宇航员们在埃尔鲍陨石坑的边沿停下时,位于休斯顿的任务控制台打开了游车的电视摄影机,向地球传送非常清晰的彩色 图像。电视观众可以看到宇航员挑选和采集月石标本。有一次, 他们兴奋地喊道,“这里有些漂亮的供地质研究用的岩石。”

他们驾车行驶了两小时,走了8公里,之后又回到登月舱。 按计划,斯科特和欧文将在后两天驾驶月行车做更多的旅行。他们将同在指挥船中的另一名“阿波罗15”号宇航员阿尔弗雷德- M-沃顿会合,一起返回。

2019年1月3日,嫦娥四号任务月球车名字揭晓,月球车命名为“玉兔二号”;1月3日10时26分成功着陆月球背面,随即着陆器与巡视器分离,开始就位探测和巡视探测。

人类首次月球车行驶

基本功能

从某种意义上说,月球车属于机器人技术。月球车无论是轮式的还是腿式的,都应具有前进、后退、转弯、爬坡、取物、采样和翻转(跌倒后能翻身)等基本功能,甚至具有初级人工智能(例如,识别、爬越或绕过障碍物等)。这些都与现代机器人所具有的功能相似。

但是,月球车仅有这些功能是不够的。它是一种在太空特殊环境下执行探测任务的机器人—— 太空机器人,既有机器人的属性,更具有航天器的特点,不同于地面使用的工业机器人、医学机器人和家用机器人。

“质量轻,体积小,耗功低”从来就是航天器设计的金科玉律,在最近的航天优势产品的评价指标中被称为“常规三项”;追求“轻、小、低”是航天器研发的永恒主题。航程越远,要求越高,对月球探测器的质量、体积和功耗要求就更轻、更小和更低。根据中国运载火箭可望达到的能力,1台月球车需要由比它重300倍的运载火箭发射,这是发射同样质量地球卫星的运载火箭质量的4~6倍。

人类首次月球车行驶

月球车是一个可移动的平台,它要携带若干有效载荷,如探测仪器或挖掘采样器等。这些设备和装置必须小型化、轻型化。月球车通常作为月球轨道器的有效载荷,轨道器又作为运载火箭的有效载荷安装在火箭顶端直径狭小的整流罩里。月球车应制成可折叠式,以尽可能缩小发射体积。月球车的电源来之不易,用太阳电池发电,其面积和质量与功耗大小成正比;若用一次性电池,质量与使用时间成正比,为了减轻质量,也必须降低功耗。因此,月球车的设计必须充分采用微电子器件、微型机械和轻型材料,在开发应用微机电系统(mems)上应有所突破。

在正式接受任务时,月球探测工程总体会提出月球车的质量、尺寸和功耗的指标要求。月球车应按规定技术指标研制。据首席科学家说,截至2013年9月了解到的情况看,已经做出来的月球车样机的质量比设想中的指标超出好多倍,甚至高出一个数量级。

月球车必须适应航天特殊环境,包括力学环境和空间环境。力学环境指月球车在发射上升过程中运载火箭产生的冲击、振动、过载和噪声;在月面降落过程中制动火箭产生的冲击、过载和可能用气囊缓冲着陆产生的多次弹跳、翻滚。月球车必须经得起这些“摔、打、滚、爬”等折腾。

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