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帶你看這個(gè)中秋“玉兔”在月球上發(fā)生的故事

時(shí)間:2019年09月16日 信息來(lái)源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊:7102 字體:

自古以來(lái),中秋節(jié)就流傳著“嫦娥奔月”的傳說(shuō)。而現(xiàn)在,我國(guó)在月球上有了真正的“嫦娥”和“玉兔”,由中國(guó)空間技術(shù)研究院抓總研制的嫦娥四號(hào)著陸器和“玉兔二號(hào)”月球車開創(chuàng)了許多個(gè)“世界首次”,也為我們帶來(lái)了更加美好的中秋記憶。

 

在月球背面行走不容易


在今年的1月3日,在月球背面迎來(lái)了兩位特殊的旅客:中國(guó)的嫦娥四號(hào)著陸器和玉兔二號(hào)月球車。它們還在月球背面?zhèn)骰亓艘粡堊耘恼?,照片里五星紅旗極為奪目,這也是首個(gè)在月球背面閃耀的國(guó)旗!

 

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如今,“玉兔二號(hào)”月球車已經(jīng)在月球背面行走了284.6米,刷新了我國(guó)航天器月球行駛距離的新紀(jì)錄。不過,這個(gè)紀(jì)錄得來(lái)可不是那么容易。這個(gè)中秋,我們一起來(lái)看看玉兔二號(hào)在月球上發(fā)生的故事。

 

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眼前的這張路線圖就是玉兔二號(hào)在月背行走的路線。上面每一個(gè)圓圈就代表著月球表面的一個(gè)坑,可以看到嫦娥四號(hào)的著陸點(diǎn)附近,幾乎被大大小小的坑包圍了,這讓玉兔二號(hào)從起步開始,就遇到了不小的挑戰(zhàn)。

 

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研究院玉兔二號(hào)巡視器遙操作系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師彭松表示,當(dāng)時(shí)著陸之后下去的環(huán)境比預(yù)想的要惡劣,剛下去就南面有個(gè)坑,北面在十米左右也有個(gè)坑。那塊分析的坡度也是比較大的,如果車過去了之后會(huì)有危險(xiǎn)。

 

盡管玉兔二號(hào)希望自己能夠盡早地投入工作,但是在它駛向遠(yuǎn)方之前,還需要完成一項(xiàng)重要的任務(wù)——給嫦娥四號(hào)著陸器拍張帶國(guó)旗的正面照。


玉兔二號(hào)與著陸器分離之后,它們其實(shí)是“背對(duì)背”的。也就是說(shuō)它需要在這“四面環(huán)坑”的情況下,找到一條平穩(wěn)、安全的路,從而走到著陸器的正面拍照。

 

彭松表示,當(dāng)時(shí)規(guī)劃的時(shí)候是非常緊張的,幾個(gè)點(diǎn)都有很大的坡度,沒有別的選擇余地,當(dāng)時(shí)選的應(yīng)該基本上是唯一的互拍點(diǎn)。

 

玉兔二號(hào)準(zhǔn)確地走到了唯一的拍照位置,圓滿地完成了自己的第一項(xiàng)任務(wù),也讓我們看到了在月背上閃耀的第一面國(guó)旗。不過還來(lái)不及驕傲,它就要獨(dú)自面對(duì)更多的難關(guān)了。

 

它在月球上第三個(gè)月晝時(shí)走過的路(見下圖),相比較于之前還會(huì)留些空隙,這里的圓圈基本上是相切的。也就是說(shuō),坑與坑幾乎連在了一起,玉兔二號(hào)不得不沿著坑的邊緣上下爬坡。彭松強(qiáng)調(diào),基本上沿著坑過去的,走這一步路的時(shí)候要特別小心。

 

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 彭松表示現(xiàn)場(chǎng)的圖像是(玉兔二號(hào))巡視器自己拍的,然后確定行走路線。為了自己的安全,玉兔二號(hào)會(huì)第一時(shí)間將自己看到的信息傳回給地面。這點(diǎn)上它要比自己的“姐姐”玉兔號(hào)幸運(yùn)得多。相比較于嫦娥三號(hào)任務(wù),這次我們擁有了海外的阿根廷測(cè)控站,加上國(guó)內(nèi)的佳木斯和喀什兩個(gè)測(cè)控站,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嫦娥四號(hào)和玉兔二號(hào)24小時(shí)不間斷的監(jiān)控和保護(hù)。

 

研究院嫦娥四號(hào)任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師李海濤表示,嫦娥三號(hào)每天大概工作14個(gè)小時(shí)左右,當(dāng)時(shí)只有佳木斯和喀什兩個(gè)深空站,喀什出站以后相當(dāng)于就沒有測(cè)控了,這個(gè)時(shí)候工作基本上處于一個(gè)停滯的狀態(tài)。這個(gè)任務(wù)是24小時(shí)不間斷的一個(gè)連續(xù)的一個(gè)工作。只要是在月晝,我們就連續(xù)的工作十天左右,是非常辛苦的。

 

這個(gè)中秋,月球上又進(jìn)入了月夜,小兔子和地面的師傅們也可以休息一下,等到進(jìn)入新的月晝,繼續(xù)充滿能量地開始新一輪的月背探險(xiǎn)。

 

帶著姐姐未完成的夢(mèng)

 

事實(shí)上,玉兔二號(hào)比姐姐玉兔號(hào)要幸運(yùn)的不僅僅是全天候的保護(hù)。2013年底,玉兔號(hào)月球車隨嫦娥三號(hào)來(lái)到月球,但是在一個(gè)多月之后,它就因?yàn)楹驮虑虮砻娴氖瘔K發(fā)生了磕絆,失去了行走的能力。

 

為此,科研人員對(duì)玉兔二號(hào)進(jìn)行了針對(duì)性的改進(jìn),讓它能夠更健康地行走和工作,也讓之前在玉兔號(hào)上沒來(lái)得及完成的夢(mèng)想,有了實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。

 

2014年1月25日,在進(jìn)入第二個(gè)月夜休眠前,玉兔號(hào)受到復(fù)雜月面環(huán)境的影響,機(jī)構(gòu)控制出現(xiàn)異常。盡管后來(lái)它頑強(qiáng)地實(shí)現(xiàn)了月晝喚醒,但是卻失去了行走的能力。2016年7月31日,沒來(lái)得及再過一個(gè)中秋,“玉兔號(hào)”正式停止工作,這也成了嫦娥研制團(tuán)隊(duì)內(nèi)心最大的遺憾。

 

研究院玉兔二號(hào)GNC及綜合電子分系統(tǒng)副總師陳建新回憶道,經(jīng)過很多努力過后,后來(lái)還是沒有讓車再走起來(lái),大家也是覺得心中非常的一個(gè)遺憾,但是,大家把這個(gè)遺憾也都轉(zhuǎn)化到了嫦娥四號(hào)的工作中。

 

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就這樣,玉兔二號(hào)身上有了更多的牽掛。研制人員對(duì)它進(jìn)行了軟件系統(tǒng)的不斷升級(jí),和硬件設(shè)備的不斷完善,希望它能夠在更加未知和復(fù)雜的情況下走得更遠(yuǎn),也能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)初玉兔號(hào)沒能完成的事情。

 

研究院玉兔二號(hào)GNC分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師毛曉艷表示,我們是把很多當(dāng)時(shí)嫦娥三號(hào)沒有做到的這些模式,在嫦娥四號(hào)都實(shí)現(xiàn)了。比如說(shuō)5月份的時(shí)候,做了自主避障行走。它是走到的精度很高,基本上是完全走到目標(biāo)點(diǎn)了。因?yàn)樽灾鞅苷闲凶?,以后在火星探測(cè)上可能是主要的工作模式,為后面的深空探測(cè)做一些準(zhǔn)備。

 

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承載著更多的期待和責(zé)任,玉兔二號(hào)已經(jīng)在月球背面工作了九個(gè)月晝了。再過兩個(gè)多月,它就會(huì)超越前蘇聯(lián)的月球車一號(hào),成為世界上行走時(shí)間最長(zhǎng)的月球車。當(dāng)然,這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到研制人員的預(yù)期。

 

毛曉艷表示,我們肯定希望它的壽命如果能往十年上去奔,當(dāng)然是更好的。大家當(dāng)然希望它能夠在月球上走得更遠(yuǎn),走到更多的沒有去過的地方看一看。

 

讓五星紅旗閃耀月背

 

盡管月背上的每一步都可能會(huì)面臨危險(xiǎn),但是我們的玉兔二號(hào)一直都是一只勇敢的“兔子”,因?yàn)樗雷约簬е厍蛏蠋煾祩兊钠诖途牡谋Wo(hù),也知道自己有著更重要的使命和責(zé)任。

 

為了保證玉兔二號(hào)順利走上月面,嫦娥四號(hào)著陸器上攜帶了三臺(tái)監(jiān)視相機(jī),全方位的保護(hù)和監(jiān)控它駛向月面的每一步。

 

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研究院嫦娥四號(hào)監(jiān)視相機(jī)負(fù)責(zé)人林宏宇表示,從它的解鎖,一直到整個(gè)小車駛離著陸器,沿著轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)一直到月表這個(gè)過程,這三臺(tái)相機(jī)是一個(gè)一個(gè)接著可以連貫起來(lái),保證兩器分離。

 

為了兩器分離這短短的幾個(gè)小時(shí),科研人員要用近三年的時(shí)間研制和測(cè)試這三臺(tái)監(jiān)視相機(jī),而這就是嫦娥四號(hào)任務(wù)的一個(gè)縮影。每一個(gè)創(chuàng)造歷史的瞬間,背后都是航天人多年的默默耕耘。

 

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在這張兩器互拍照里,五星紅旗熠熠生輝。可是很多人都不會(huì)想到,為了這面閃耀在月球上的國(guó)旗,研制團(tuán)隊(duì)用了兩年多的時(shí)間,做了幾百次的實(shí)驗(yàn)。

 

研究院的嫦娥四號(hào)器表國(guó)旗設(shè)計(jì)師李林介紹道,長(zhǎng)寬,五角星的定位,每個(gè)五角星的頂角的位置,都是嚴(yán)格的國(guó)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。旗面尺寸長(zhǎng)邊是192毫米,短邊是128毫米,它的誤差就是在毫米的要求。

 

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除了尺寸要精確無(wú)誤,更難的是在太空中保持國(guó)旗的顏色。在日常生活中,即便是幾十度的高溫暴曬,國(guó)旗都可能會(huì)褪色變形。而在月球上的溫度達(dá)到120度,為了能夠找到一種不褪色的材料,讓嫦娥四號(hào)上的國(guó)旗可以一直閃閃發(fā)亮,研制團(tuán)隊(duì)不斷地調(diào)整顏料配方,即便是有微小的差別也必須推翻重來(lái)。

 

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李林表示,這些都是失敗的,這個(gè)就是在熱真空實(shí)驗(yàn)之后顏色變暗了。有的肉眼看不出偏差,但是通過專業(yè)的儀器比對(duì),還是有區(qū)別,就都要重來(lái)。因?yàn)閲?guó)旗代表著國(guó)家形象,必須要標(biāo)準(zhǔn)。

 

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幾百次的試驗(yàn)驗(yàn)證,研制團(tuán)隊(duì)終于找到了可以在月球極端惡劣條件下保持顏色的顏料和制作方法,也讓玉兔二號(hào)可以一直帶著這面閃耀的五星紅旗,走向更遠(yuǎn)的地方。



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