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 月夜漫长 低温极寒 

“玉兔”休眠应对月夜

本报记者 吴月辉 余建斌

2013年12月27日03:10    来源:人民日报    手机看新闻

  由于地球、月球自转周期不同,一个月夜相当于地球上的14天之多。同时,月夜最低温度可达零下180摄氏度。在这种情况下,如何为嫦娥三号探测器保暖,确保“玉兔”号月球车在14天后仍能正常运转成为关键。

  

  休眠点要求高,“玉兔”刨坑调姿态

  进入月夜休眠前,“玉兔”能否找到休眠点,是其面临的首个难关,这关系着它能否在下一个月昼被安全唤醒。

  据北京航天飞行控制中心飞控大厅现场测控人员介绍,“玉兔”对休眠点的要求极为苛刻,必须是个向阳坡,需要满足车头方向、俯仰角度、滚动角度三个要求——车头要朝南偏东,车身要头高尾低,车身的左右侧倾在负2度到正1度之间。

  “所谓的姿态,也是考虑到唤醒的时候,太阳光应尽量从它的东边来,而且要照射到‘玉兔’号的太阳翼,使巡视器获得能源,这样它才能启动自主唤醒程序。”嫦娥三号巡视器总体主任设计师申振荣说。

  “玉兔”有两扇太阳翼,有一扇在休眠时收起,另一扇则从软着陆打开后就一直维持不动。“玉兔”将来能否从休眠中唤醒,就得靠这扇太阳翼。当下一个月昼来临,太阳照射角度和这扇太阳翼的夹角满足指定要求后,“玉兔”就会被叫醒。

  在此次月夜临近之际,巡视器测控人员没有找到完全符合要求的休眠点,最终决定让“玉兔”刨坑。在测控人员遥控下,“玉兔”一侧车轮保持不动,另一侧车轮沿不同方向打转,以此带起月壤,“刨”出一个坑。

  “‘刨坑’实质上是为了调整‘玉兔’自身姿态,满足休眠点对姿态角度的要求。”嫦娥三号探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花说。

  专家表示,一旦“玉兔”进入休眠,将会断绝与地面的一切联系,只有等“玉兔”自主唤醒后,才能恢复和地面的联系。

  “生炉子盖被子”,“玉兔”应对极低温

  顺利进入月夜休眠后,“玉兔”紧接着迎来第二个难关,就是如何应对零下180摄氏度极低温。

  “漫长的月夜里是没有任何光照的,‘玉兔’号也就无处获得能量。为了解决这个问题,我们让它携带了一个同位素热源,也就是给它内部生个‘炉子’。我们在舱内还设计了两个阀,打开后就可以把同位素热源发出来的热传导到舱内,来提供月夜期间保温所需要的热量。这个同位素热源可以持续往外放热,能将舱内温度提高到零下50摄氏度以上。”嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲说。

  孙泽洲介绍,为了确保热量不外漏,着陆器和巡视器外面还包有多层隔热组件,“如同日常生活中的被子,把机器整个给包起来。但这被子并不普通,而是双向隔热的。也就是说,它能保证在月昼极高温时外面热量不能往里传,月夜极低温时里面热量也不能往外漏”。

  申振荣告诉记者,“玉兔”号月球车从北京时间26号2时左右开始状态设置,把不必要的设备收回舱中,“包括载荷都要关掉,这样能减少用电量;还要进一步把舱外的一些设备收回舱内,便于在月夜提供一个好的温度环境”。

  “如果一切顺利,经过一个月夜后,当太阳光再次照射到月球虹湾‘嫦娥三号’着陆区域时,‘玉兔’号月球车通过独特的‘唤醒电路’自动启动,结束首个休眠,恢复各项功能。着陆器过月夜的原理大概也是这样的。”张玉花说。


  《 人民日报 》( 2013年12月27日 09 版)
(责编:曹昆、苏楠)

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