玉兔号登月车

程锋

徐正炎摄于上海工博会

刘子新

付明斌

“玉兔”号模型和着陆器示意图：
付明斌 发表于 2013-11-28 09:57

国防科工局新闻发言人吴志坚昨日在京宣布，肩负“落月”重任的嫦娥三号月球探测器12月上旬择机发射。嫦娥三号由着陆器和巡视器共同组成，目前已完成各项研制和试验，运载火箭和探测器已转入西昌卫星发射中心发射现场。
  长征三号乙改进型运载火箭，将把嫦娥三号直接发射至近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道。
  嫦娥三号巡视器，也就是百姓俗称的月球车在全球征名中被命名为“玉兔”号。如果“落月”成功，并成功驶离着陆器，“玉兔”将在月面工作三个月。
  “玉兔”号肩负承载科学载荷进行月表形貌与地质构造、月表物质成分和可利用资源调查等使命。据探测器系统专家介绍，“玉兔”号会慢慢移动，比人们想象的走得慢，时速约200米。它的高性能体现在越障能力和通过性，而不是追求高速度。
  将肩负三大目标
  我国探月工程规划分为三步走，分别是绕、落、回。嫦娥一号2007年10月24日发射，于2009年3月成功受控撞月，并获得全月图。嫦娥二号2010年10月1日发射，获得了世界首幅7米分辨率全月图，同时为嫦娥三号任务验证了部分关键技术，目前已飞离地球突破6000万公里，正奔向更远的深空。
  嫦娥三号任务作为探月工程二期的主任务，是“绕、落、回”三步走中的关键一步，将实现三大工程目标和完成三类科学探测任务。
  嫦娥三号有三大工程目标：
  一是，突破月面软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥操作、深空探测运载火箭发射等关键技术，提升航天技术水平。
  二是，研制月面软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站，获得包括运载火箭、月球探测器、发射场、深空测控站、地面应用等在内的功能模块，具备月面软着陆探测的基本能力。
  三是，建立月球探测航天工程基本体系，形成重大项目实施的科学有效的工程方法。
  三类科学探测任务分别是：月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测。
  嫦娥四号任务是嫦娥三号的备份。探月工程三期的任务是实现无人采样返回。  
  发射时间如何确定
  北京大学地球与空间科学学院焦维新教授表示，嫦娥三号“窗口期”的考虑因素特别多，根据地月的运动规律，嫦娥系列每月只有1—2次的发射机会。若考虑到轨道光照条件对电源子系统的影响，对两次发射机会还要进一步限制。
  “要考虑节省能量。”焦维新表示，探月卫星飞行时间越多，能量就越少，路径不同，导致使用能量也不同。此外还要考虑尽量与月球轨道共面，“如果不共面，还需要浪费能量，探月卫星沿椭圆形轨道绕月球运行，有近月点和远月点，具体的时间根据当月情况分析计算。月球与地球所处的位置，决定了发射的最佳时间，如果延迟可能多花一些能量。”
  “还要考虑的一个因素是嫦娥的下落点。”焦维新表示，嫦娥三号调整轨道后要进行着陆，着陆点选在虹湾地区，要保证落月的时候是白天。综上考虑，才能确定嫦娥三号发射的“窗口期”。
  奔月为何“垂青”虹湾
  中科院院士、中国探月工程领导小组高级顾问欧阳自远介绍，按计划，嫦娥三号将在月球虹湾区着陆。虹湾区地处月球的北半球、西半球，在月球正面的雨海区西北角。所谓月球正面，也就是月球朝向地球的这一面。月球自转一周和绕地球一周约28天，所以地球上的人们永远只能看到月亮的一半，看不到另一半。
  月球上有很多地方以“海”“洋”命名。虹湾是约39亿年前砸出来的一个坑，盆地附近有一段像彩虹一样的弧，因此得名。
  着陆区首先通讯得好，第二阳光要好，第三可以研究的科学问题多，第四相对比较平坦，第五其他国家还没有去勘察过。美国和前苏联月球探测到的较多的地方是月球赤道附近，高纬度地区不多。
  虹湾是月球研究的空白，我们希望了解那里的知识。比如有什么石头，成分是什么，起因如何。
  虹湾相对平坦，但并非一马平川，技术上有很多难点。最大的难点是软着陆，月球上没有大气。科研人员采用变推力发动机、自主导航控制技术和研发缓冲吸能部件来攻克这一难关。其次是月夜生存。月昼月夜有330多摄氏度温差，必须保证各载荷在寒冷的月夜下着陆器和探测器不被冻坏，太阳出来时再自动唤醒开始工作。据新华社、《法制晚报》

付明斌

徐正炎摄于上海工博会
程锋 发表于 2013-11-27 22:08

“玉兔”号模型和着陆器示意图：