电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 玉兔为省电隔14天需休眠 [打印本页]

作者: porereading 时间: 2014-1-27 15:49 标题: 玉兔为省电隔14天需休眠

2013年11月26日，国防科工局宣布，备受瞩目的中国首辆月球车――嫦娥三号巡视器，正式定名“玉兔号”。“玉兔号”月球车，将实现中国人与月球首次“零距离接触”的梦想。那么，“玉兔”将如何完成探月之旅呢？专家介绍，“玉兔”想要在月球上圆满完成任务，需要闯过五道关。
难关1 14天“黑暗期”如何熬过？
月球绕地球转一圈需要28天多，月球自转也是28天。这意味着，月球上的一昼夜相当于地球上的28天，月球上的一个夜晚相当于地球上的14天。这意味着在长达近半个月的时间里，月球车无法指望太阳能供电，它究竟要怎样开源节流，才能熬过漫长黑夜？
经历极低温度后，“月夜唤醒”又是一个难题。
应对：太阳能面板+“暖宝”
为此，科研人员为“玉兔”号精心设计了休眠模式――14天工作，14天“睡觉”。
该“睡觉”的时候自动进入休眠状态养精蓄锐，该“起床”的时候又能自动唤醒重新投入工作。这种“日出而作，日落而息”的规律作息，极大地增强了“玉兔”号适应月表恶劣环境的生存能力。
中国空间科学学会空间探测专业委员会副主任焦维新接受记者采访时表示，对于一些特别娇嫩的设备，车内还专门准备了“暖宝”――月球车将首次使用我国自主研制的原子能电池，接受严寒、酷暑的考验。
其热控系统将通过同位素热源、隔热组件、散热面设计等组件，使工作时的舱内温度控制在20℃至55℃之间。
难关2 昼夜温差高达330℃如何适应？
“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零下180℃，电子设备根本无法工作。”探月工程副总指挥、探月与航天工程中心主任李本正接受媒体采访时表示。
由于月球没有大气层，温度的变化全由阳光直接决定，所以日间最高温度可达150℃，昼夜温差高达330℃。
应对：太阳能翻板能调整角度
测控系统主任设计师张波介绍，“白天时，月球车的太阳能电池帆板要调整角度，避免被阳光照射得太热。最热的月午，月球车还要进行‘午休’。”张波介绍，“玉兔”号设计寿命为3个月，这意味着其要经历3个月球白天和3个月球黑夜。所有的工作，要在月球时间的“上午”和“下午”完成。
难关3 月球松软灰尘可能进入设备
月球车在月面“行走”风险重重。由于太阳紫外线辐射的影响，月壤细粒会周期性的升起，而月球重力仅为地球的1/6，月球车行走时更容易带起大量月壤细粒，形成月尘。月尘可能进入甚至覆盖月球车所载仪器设备，一旦附着很难清除。月尘可能引起月球车很多故障，包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。
此外，由于月球重力仅为地球的1/6，这使得月球表面的土壤远比地球上松软，月球车的行进效率会降低。而低重力导致的摩擦系数降低，使得在月球上行走远比地球上容易打滑，这对月球车的控制系统提出了更高的要求。
应对：控制姿势等方式消除月尘
美国田纳西大学的科学家们提出，利用磁场制作月球空气过滤器的设想。利用多个永久磁铁产生一个巨大的磁场，以吸附空气中的月球尘埃微粒。而关掉过滤器，就能把尘土擦掉。
专家认为，这为我国月球车的研制提供了一些新的思路。焦维新表示，月球车会通过控制姿势等方式消除月尘。
难关4 崎岖“月球路”玉兔坎坷行
全程参与研制的主任设计师肖杰说，月球重力是地球的六分之一，表面土壤非常松软，凹凸不平，有石块、有陨石坑，还有陡峭的高坡。在这种环境中，月球车既不能打滑，更不能翻车。
想要克服这些困难，“玉兔”号必须具备“眼观六路、耳听八方”“独立思考、自主判断”的本领。
应对：4只“眼睛”自主判断安全避让
肖杰介绍，“玉兔”号有4只“眼睛”，分别是全景相机和导航相机。通过相机观察周围环境，对月面障碍进行感知和识别，然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的陨石坑，能够自主判断安全避让。
难关5 遭受多种宇宙射线辐射
因为缺乏大气，登陆后的月球车将完全暴露在多种宇宙射线下，强烈的电磁辐射可能破坏电子遥控系统，这对接收系统的最大接收功率提出了相当高的要求。
月球每天都会直接面对超新星与太阳风暴等大量宇宙射线，而当宇宙射线击中月球表面时，会引发微型的核反应，其结果就是月球表面也产生大批危险的次级辐射。
应对：身披“黄金甲”护腹中“秘器”
“玉兔”被设计为身披“黄金甲”，目的不是为好看，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。所有这一切，都是为了支持和保护月球车的腹中“秘器”――红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)