核電池抗低溫助利“中華牌”月球車

    鋰電世界  備受外界矚目的是，此次嫦娥三號的發射將搭載一部由我國自主研制的“中華牌”月球車，并首次實現與月球的零距離接觸。“月球車”全名為“月面巡視探測器”，是集航天系統工程和智能機器人為一體的航天器，能完成月球探測、考察、收集和分析樣品等復雜任務。

    中華牌整裝待發

    中華月球車由航天科技集團第五研究院主要負責研制，自重120公斤，可載重20公斤，壽命為3個月，可在月球上3公里范圍內連續行走10公里，具有自動避障等功能。歐陽自遠指出，由于月球表面沒有空氣，因此月球車下降時需要開啟發動機，一邊落一邊往上推，慢慢落至距月球4米的位置，熄滅發動機，儀器將采用自由落體的方式，軟著陸在月球上。同時，中華月球車將實現自主導航，并能指揮儀器進行操作，最后把數據傳回地球。月球車底下還裝有測月雷達，將切開月球下面100米深度的地方進行探測。

    據專家介紹，中華月球車上有兩個太陽儀，其中一個可自由旋轉，尋找太陽位置，吸收熱量進行發電；另外一個則可以蓋在車身上減少熱量散發。中華月球車采用“六輪搖臂式”行走機構，各只輪子可同時適應不同高度，是一位“爬行高手”。此外它還有一條機械臂，能在月壤、月巖中勘探取樣，供現場檢測。同時，中華月球車將太陽能和核能作為能源。由于月球晝夜間隔大約相當于地球上的14天，所以當黑夜降臨時，為防止車載儀器被零下100多攝氏度的低溫凍壞，月球車必須要核電池的能量來保溫，并維持與地面的通訊。而當新的白晝來臨，電池就能重新依靠太陽能工作。

    探測入鄉隨俗

    月球是一個無風、無雨、無水、無氣、冷熱劇變的天體，與地球環境截然不同。因此，中華月球車想要順利完成任務，必須為能夠適應那里的環境做充分的準備。如月球晝夜溫差大，白晝溫度高達130-150攝氏度，夜間可下降到零下160-180攝氏度，月球車如何能長時間在極端溫度條件下正常工作是一個難題；月球表面沒有大氣保護，太陽風、太陽耀斑等高能粒子直接輻射到月球表面，會對月球車部分高集成度微電子器件造成損害；月球表面的重力加速度僅為地球表面的1/6，月球車能否在低重力的月球表面完成動作也將是很大的考驗；月球表面的月壤也是影響月球車行駛性能的重要因素。據了解，整個月球表面覆蓋著一個松散層，由巖石碎塊，角礫狀巖塊、砂和塵土組成，稱為月壤。由于月壤松軟，因此月球車在上面行駛時很容易打滑。此外，月球車行走時，月壤細粒也會大量揚起，形成月塵，一旦附著便很難清除。同時，月塵還可能引起很多故障，包括機械結構卡死、密封機構失效、光學系統靈敏度下降等。

    北京航空航天大學的高峰教授，曾參與月球車的前期論證以及地面驗證試驗的研究工作。本報記者采訪了解到，對于中華月球車來說，“過夜喚醒”是個難題，不僅要經受電池的考驗，更重要的是要經受零下160-180攝氏度低溫的考驗。中科院院士葉叔華也認為，在月球生存的難度不亞于登上月球，因為月球的夜晚溫度低、時間長，可謂“長夜難熬”。

    登月穩扎穩打

    1970年11月17日，蘇聯“月球17號”探測器登陸月球，釋放了第一輛真正意義上的月球車。隨后，美國的“阿波羅15號”飛船將人類第一輛有人駕駛月球車送上月面。1959-1976年期間，蘇聯和美國分別成功發射25顆和24顆無人月球探測器，人類月球探測也隨之達到了第一個高潮。1986年7月20日，經歷了10年低潮期后，美國宣布重返月球，蘇聯、歐洲、日本等都組織力量進行研究，紛紛提出了發展計劃。1998年1月6日，隨著美國“月球勘探者”的順利升空，空間探測活動又掀起了新一輪的浪潮。

    歸納起來，人類對月球的探索可分為探月、登月和駐月三大步，即“探、登、駐”。目前，中國正處在第一階段，即以“探”為主方向，并按照“繞月探測、落月探測、取樣返回”分三小步穩步推進。據悉，我國正在開展載人登月前期方案論證，已有專家建議我國在2025年或2030年進行載人登月。中國空間技術研究院深空探測室主任賈陽指出，中國目前在探月“三步走戰略”中所使用的技術將來也可用于載人登月的相關領域。