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亚博足彩_专家解读嫦娥三号设计:重量限制迫使机器瘦身

发布时间:2019-11-07
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新華網北京12月1日電([記者 的英 文:journalists]王敏)嫦娥三號探測器,是我國第一個“有腿”的航天器,也是[中國 的拚音:zhōng guó]人首次用來嚐試地外天體軟著陸的航天器■亚博足彩工程施工合同■。“三[姑娘 的英 文:你的大姨媽掉了]”長什麽樣,與此前的嫦娥一號、二號相比有什麽特點,是[如何 的拚音:rú hé]設計出來的?記者采訪了中國航天科技集團的有關專家。

構型設計—— 四腿六輪

據介紹,“三姑娘”有四條腿六個輪子,是著陸器和巡視器(俗稱“月球車”)的組合體■亚博足彩机械设备■。與嫦娥一號、二號不同,嫦娥三號在名稱上不叫衛星而叫器,是我國第一個“有腿”的航天器。

航天科技集團主任[設計師 的英 文:Designer]楊建中介紹,[這樣 的拚音:zhè yàng]的組合構型,是由其任務特點決定的。嫦娥三號任務[主要 的拚音:zhǔ yào]有兩個,一是實現月麵軟著陸,二是實施月麵巡視勘察。這需要它既能落到月麵上,還能自主動起來。將任務分解給兩個探測器,有助於加快研製進[度 的拚音: dù]

落月之前,巡視器作為一個載荷被安裝在著陸器上,本身並不[工作 的英 文:work]。整個前期飛行、動力下降以及實施軟著陸過程,[都是 的拚音:doushi]由著陸器完成的。到月麵後,二者互相配合,將巡視器釋放到月麵上,[成為 的英 文:Become]兩個獨立的探測器,各自在月麵開展探測任務。

著陸器包含11個分係統,其中最有特色的當屬著陸緩衝分係統,又集中體現在四條“中國腿”的外形上。據了解,[其他 的拚音:qí tā]國家的軟著陸方式主要有三種:一是氣囊彈跳式,二是著陸腿式,三是空中吊車式。每種方案都有優缺點。就嫦娥三號軟著陸任務來講,氣囊式不能[滿足 的拚音:mǎn zú][重量 的英 文:weight]要求,吊車式又比較複雜,腿式能滿足任務需要,保證著陸的穩定性。綜合之下,嫦娥三號選用了腿式著陸。

巡視器包含8個分係統,其中最有特色的當屬移動分係統。從外形上看,就是巡視器的6個輪子。

中國航天科技集團巡視器副總設計師賈陽介紹,國外巡視器的移動方案主要有三種:履帶式、腿式和輪式。履帶式巡視器就像[電影 的拚音:diàn yǐng]裏的[機器人 的英 文:Robot]瓦力,它[最大 的拚音:zuì dà]的優點是壓強小、通過性強,但它的弱點是遇到石塊等容易被卡住不能動彈。腿式巡視器在平緩的地麵行走尚可,但控製起來比較複雜,弄不好一下子就坐到地上。輪式則能避免上述方式的缺點。

此外,[由於 的拚音:yóu yú]探測器的重量限製,嫦娥三號必須“瘦身”,進行集成化、小型化設計,還必須保證係統的可靠性。隻有這樣,才能保證它是一個健壯的探測器。

路徑設計——前所未有

此前,嫦娥一號和二號對到達月球的路徑[已經 的拚音:yǐ jing]做了先期的[成功 的拚音:chéng gōng]探索。由於任務需要,嫦娥三號的路徑設計還要在此前基礎上更進一層,且難度和風險大大增強。它要在近月點15公裏處進行動力下降,接著實現月麵軟著陸,然後再進行月麵巡視勘察。

這15公裏的動力下降,是以拋物線下降。探測器的相對速度要從1。7公裏/秒逐漸減為0,過程主要靠探測器自主來完成,人工幹預的[可能 的英 文:would][幾乎 的拚音:jī hū]為零。距月麵100米處時,探測器還要懸停,對月麵進行拍照,避開障礙物,尋找著陸點。

對於地麵工程人員來說,這一過程尚屬首次,存在兩大風險。一是關鍵設備都是新研製的,[包括 的英 文:included]GNC係統(製導、導航與控製係統)和我國首台全新的7500牛變推力空間發動機。二是軟著陸[區域 的英 文:regional]的地形地貌存在一定程度的不確定性。

等到探測器在月麵實現軟著陸後,著陸器和巡視器還要進行分離,實現互相拍攝。著陸器基本固定在一個[位置 的拚音:wèi zhi],巡視器則需要從著陸器上“走”下來,進行月麵巡視勘察。在月麵路徑中,還涉及到“地麵遙操作”和“巡視器自主控製”相結合的技術手段。

除了地麵遙操作外,巡視器也[可以 的英 文:can]利用計算機,對圖像進行處理、識別障礙,規劃出相對較近的局部路徑,控製自身的移動。這[時候 的英 文:When],巡視器就是一個自主移動的機器人了。

功能設計——確保月麵生存

不同於地球,月球表麵晝夜溫差較大,溫度高時有120攝氏度,溫度低時在零下180攝氏度。[而且 的英 文:but],月球的晝夜交替周期也較長,這給“三姑娘”的月麵生存帶[來了 的英 文:老弟][很大 的拚音:的JJ]的難度。

中國航天科技集團著陸器熱控分係統主任設計師劉自軍用“蓋被子”“生爐子”和“開空調”等熟知的概念解釋熱控設計。嫦娥三號上有一個多層隔熱組件,也就是所謂的“被子”,可以雙向隔熱,外部高溫時候熱量不能往裏傳,外部寒冷時候裏麵熱量不能往外漏。

寒冷時“三姑娘”還得“生爐子”。“爐子”主要是同位素核源,它能夠持續放熱。設計師們還設計了重力驅動的兩項流體回路,在需要的時候將熱量導入艙內,不需要的時候切斷傳熱途徑。

到了月晝時,虹灣溫度迅速升高至90攝氏度,在月球表麵,散熱的方式隻有熱輻射。設計師們在探測器上精心設計了幾個散熱麵,可以把設備發出的熱量散出去。

有了[這些 的拚音:zhè xie]手段和方法,“三姑娘”便能很好地[保護 的英 文:protects]自我,在月麵上生存下來,從而用攜帶的[科學 的英 文:Science]載荷進行工作。目前,著陸器主要攜帶了極紫外相機、月基望遠鏡、地形地貌相機,還有[一些 的英 文:some]對月麵、月塵進行測量的工程載荷。巡視器主要攜帶了測月雷達、全景相機、紅外光譜儀和粒子激發X射線譜儀,開展相應的科學探測任務。通過它們,科學家們將為後續的月球探測積累數據,普通百姓也可以更好地[認識 的英 文:known]宇宙。

(編輯:SN077) 。


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