玉兔号的科学进展

核心提示2014年1月14日21时45分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,“玉兔”号月球车舒展“玉兔之手”——机械臂,对脚下月壤成功实施首次月面科学探测。这次探测任务的成功,标志着中国突破了月面高精度机械臂遥操作控制技术,实现了38万公里之外的机

2014年1月14日21时45分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,“玉兔”号月球车舒展“玉兔之手”——机械臂,对脚下月壤成功实施首次月面科学探测。这次探测任务的成功,标志着中国突破了月面高精度机械臂遥操作控制技术,实现了38万公里之外的机械臂毫米级精确控制。”

由于受“玉兔”号月球车活动维度限制和避障因素影响,“玉兔之手”完成对一个预定目标点的探测,一般要经过十七、八个操作步骤,几乎每一步操作都要经过极其精密的计算。2013年12月23日凌晨,北京航天飞行控制中心曾控制机械臂进行投放测试,目的是为此次月壤元素成分探测以及其他科学探测工作做先期技术验证。

2014年1月19日,嫦娥三号探测取得阶段性成果 “玉兔”号探到月表下140米。在北京航天飞行控制中心遥操作厅,机械臂控制软件设计师荣志飞说:“此次探测的精度要求高,操作控制难度大,就如同控制38万公里之外的‘手’穿针引线,稍有偏差就会前功尽弃。” 2014年1月25日在进入第二个月夜休眠前,中国第一辆月球车“玉兔”号受复杂月面环境的影响,月球车的机构控制出现异常。 此前嫦娥三号着陆器在2014年1月24号凌晨进入了梦乡,但是在自主唤醒后的第二个月昼期间,嫦娥三号探测器上的科学载荷已经陆续地开始科学探测任务。着陆器上的月基光学望远镜也开展了观天探测,极紫外相机对地球等离子体层也进行了观测。这两项都为世界上首次月面发展的探测活动。 此外,两器之间还开展了UHF等通讯实验,月球车在此期间还进行了巡视,在多个探测点都开展了相关的探测工作,测月雷达、全景相机、粒子激发X射线谱仪、红外成像光谱议都取得了大量的科学探测数据。

但是在第二次月夜休眠之前,因为月面环境比较复杂,有零下180度的温度等等的这些各种因素的影响,月球车的机构控制出现了异常,有关方面正在组织专家进行排查。据了解,月球车上包含氢、氦、锂等至少40多种化学元素,在今天实验阶段又涉及到另外的几种元素。自2013年12月14号嫦娥三号实现月面软着陆以来,其实着陆器和月球车已经完成了两个月昼夜期间的工作,也期待着它能尽快恢复正常。 “嫦娥三号”结束第二次月夜的日子,玉兔号并未走出睡眠状态,探月工程新闻发言人裴照宇2014年2月12号9点半称玉兔已全面苏醒,但仍存在故障无法移动。

2014年2月23日凌晨,嫦娥三号着陆器再次进入月夜休眠。此前,“玉兔”号月球车于2014年2月22日午后进入“梦乡”。

探月工程副总设计师、中国航天科技集团科技委副主任于登云表示,以前没故障时,“玉兔”可以在月球自由行走,状况就是动弹不了。以前美国发射的火星探测器也出现过动不了的情况。工作人员并没有放弃对故障的分析和排查。以后有可能“玉兔”在某种情况下能恢复正常。因此,“‘玉兔’会不停被唤醒,不停休眠,不停工作,等到完全丧失功能为止。” 2014年7月嫦娥三号探测器系统副总指挥、副总设计师,上海航天技术研究院张玉花研究员表示,“玉兔”已成功唤醒,但故障仍未排除。

张玉花介绍,“玉兔”号2014年1月开始出现机构控制异常,第二月昼期间“玉兔”号在行进中被石块磕碰“受伤”,随后“带伤”进入在月球上的第二个夜晚。2月中旬,第三月昼来临,科研人员想尽各种措施,呼唤“小兔子”醒来。就在人们觉得希望渺茫的时候,“玉兔”成功唤醒,张玉花称,“它比我们预料的更棒更顽强”。 2014年9月4日,中国探月工程总设计师吴伟仁澳门表示,6日“玉兔号”月球车将进入第十个月昼工作期,其4台科学载荷——全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、粒子激发X射线谱仪运行正常。

“而着陆器目前的身体状态也非常好。”吴伟仁说。由国家航天局和澳门特区政府联合主办的《九天揽月——中国探月工程展》,4日举行新闻发布会,吴伟仁应邀介绍中国探月工程发展,并向与会媒体透露了当前嫦娥三号任务的最新情况。“月球车出现故障,说明我们对月球环境仍然缺乏了解,比如对月尘的认识非常不足。”吴伟仁说,月尘比我们地球上沙漠里的沙子要细小得多,精密的月球车只要有一点点月尘进入,就有可能造成短路,从而让其移动系统发生故障。除了移动系统外,月球车搭载的四大科学仪器运行正常。“‘玉兔号’的设计寿命是3个月,目前已经工作到第十个月了,算是超期服役。不可否认,它的功能也会随着时间的延长而逐渐衰竭。” 2013年12月2日1时30分,中国在西昌卫星发射中心成功将由着陆器和“玉兔号”月球车组成的嫦娥三号探测器送入轨道。

2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。

2013年12月15日23时45分完成玉兔号围绕嫦娥三号旋转拍照,并传回照片。

2014年1月25日凌晨,嫦娥三号月球车进入第二次月夜休眠。但在休眠前,受复杂月面环境的影响,月球车的机构控制出现异常。

2014年2月10日,第一次玉兔号唤醒失败。

2014年2月12日夜,玉兔号月球车已全面苏醒,状态趋于好转,但是出现问题的“机构”仍然有待进一步恢复。

2014年2月23日凌晨,嫦娥三号着陆器再次进入月夜休眠。此前,“玉兔”号月球车于2014年2月22日午后进入“梦乡”。2014年4月设计寿命已满。2014年7月玉兔号带故障被唤醒。9月首次发布拍摄落月区全景图。

2014年9月6日“玉兔号”月球车进入第十个月昼工作期,超长服役7个月。

2015年3月24日,“玉兔”进入了第四个月夜休眠期。虽然之前“玉兔”出现了机构控制异常,但其实它只是无法如常运动,“脚不太灵光了,但脑子、嘴巴、心脏、耳朵都正常。”在过去10多天的月昼期间,“玉兔”除了原来的故障没有排除外,其他都是正常的。功能和原来相比没有太大变化,载荷也没有太大变化,“只要还可以用,我们还会继续用。”

“玉兔”下一次被唤醒的时间在2015年4月10日左右。虽然“玉兔”目前还不能动弹,但有信心再次唤醒它。当然,毕竟人类对月球的环境不是很了解,不排除还会出现其他情况,要等到4月10日看具体情况。

玉兔号在月球发现新型岩石:30亿年前形成。据《科技日报》2015年12月23日报道,本周出版的英国《自然-通讯》杂志23日公布的一则行星科学论文中,中国与美国科学家报告发现了月球表面的一种新型岩石,在过去的月球探测任务和月球陨石研究中均没有被采样过。

中国首辆月球车“玉兔号”蕴含哪些秘密

最近,玉兔二号在月球背面约80米的距离,发现一个神秘立方体,被中国航天官方称为神秘“小屋”,这个消息在国内外都刷屏了,大家很想知道它到底是什么?是“广寒宫的入口”,还是“通往星际的传送门”,或者仅仅只是一块撞击坑飞溅出的石头呢?

可是,据官方报道,这80米的距离,玉兔二号竟然要走2到3个月昼。月昼是指月球的白天,按照月球一个自转周期27天7小时43分11.47秒来计算,1个月昼的时间,大约相当于地球上的13.7天,再加上同样时长的月夜,玉兔二号要休眠不能工作,所以大概算来,2到3个月昼,差不多相当于我们地球上2到3个月。

80米的距离,玉兔二号月球车竟然要走两三个月,很多人就不理解了,难道这只“兔子”比乌龟、蜗牛还要慢吗?同时,还有人指出上个世纪70年代美国“阿波罗”载人登月任务中,先后带上去的有人驾驶登月车,最高时速可以达到20公里,甚至能在月球上飙车,怎么到今天,我们反而退步了呢?

其实,玉兔二号月球车跑这么慢,首先是由它的任务决定的,因为它万里迢迢跑到月球上,不是为了飙车的,而是去考察的。特别是月球背面,这可是人类从未涉足的未知领域,玉兔二号是人类第一辆在月球背面运行的月球车,所以每走一步,都得把看到的,探测到的都研究透了,速度反而是最不重要的。

其次,作为一辆长1.5米、宽1.1米、高1米、重140千克的小车,它所有的能源供应,都来自两片太阳能电池板。在月球上,每个月昼过后,还有漫长的月夜,玉兔二号需要休眠,需要用电能给核心电子设备保温,剩下的能量还有多少可以用于驱动6个车轮,可想而知,所以它确实也跑不快。

相比之下,阿波罗有人驾驶月球车采用的是两组氧化银电池,Four 0.25马力串绕直流电动机组和四组80:1谐波齿轮传动系统,虽然动力也不算强劲,但它只使用几个小时就可以抛弃了,所以在能量上不必过于节省。而我们的玉兔二号已经在月球背面运行了快3年了,不仅远远超过阿波罗月球车,也是人类有史以来运行时间最长的月球车。

当然,未来我们也可以像美国的“好奇”号、“毅力”号火星车一样,采用同位素温差电池技术发电,甚至是真正的核反应堆,为月球车、火星车提供行驶的能源和保温条件。在嫦娥三号和嫦娥四号上,我们已有类似的技术,剩下的无非是继续小型化和最优化选择和取舍的问题。

第三,从技术角度来说,在月球、火星上跑得太快,可能会面临一些风险。第一方面的风险是速度太快,自动地形匹配和地面人工判断、修正跟不上,小车可能会掉进陨石坑里卡住,或者是爬坡的时候翻车了,那可就提前结束寿命了,得不偿失。比如美国的“勇气”号火星车,在2009年5月就因车轮陷入软土中而被卡住了,从而使得它的活动时间永远停止在2269天,而它的姊妹车“机遇”号,则成功运行了5498天。

另一方面,月球车、火星车行驶太快,会带来大量的尘土,损坏车轮和其他电子设备。比如我们于2013年12月2日发射的“玉兔”号月球车,就是因为行走时带起大量月壤细粒形成的月尘,可能进入月球车内部,并对其设备造成破坏从而引发了故障,所以只运行了972天,超过设计寿命的10倍,就永远留在月球雨海西北的“虹湾”着陆区了。

所以说,月球车、火星车万里迢迢跑到月球、火星上去,不是为了飙车,而是有着更加重要的任务。想过飙车的瘾,买张卡丁车的票就好了,何必如此大费周折呢。80米外的神秘“小屋”,玉兔二号迟早会走到,对于宇宙 探索 来说,我们面临的往往都是巨大的时间跨度,动辄就是上亿年,最基本的要求就是要有耐心。

玉兔号是中国首辆月球车,2013年11月26日上午9时许,国防科技工业局举行新闻发布会,宣布“嫦娥三号”月球车名称为“玉兔号”。嫦娥三号月球车设计质量140千克,以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。

2013年12月2日1时30分,中国在西昌卫星发射中心成功将由着陆器和“玉兔号”月球车组成的嫦娥三号探测器送入轨道。2013年12月15日4时下一步35分,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。12月15日23时45分完成玉兔号围绕嫦娥三号旋转拍照,并传回照片。

2014年1月25日凌晨,嫦娥三号月球车进入第二次月夜休眠。但在休眠前,受复杂月面环境的影响,月球车的机构控制出现异常,有关方面正在组织专家进行排查。

 
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