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專家披露國產(chǎn)月球車用輪行走
稱其他技術(shù)不如輪式可靠成熟,登月后將直接駛出著陸艙
中華牌月球車的真正面目尚無法描述,不過輪式技術(shù)最為成熟,而此前也有專家確認(rèn)國產(chǎn)月球車用輪行走。
北京交通大學(xué)機(jī)械系副主任姚燕安教授說,各國研究的月球車,有輪式、足式、輪腿復(fù)合式、履帶式。目前已經(jīng)登月的月球車均采用輪式。姚燕安說,輪式月球車最可靠,技術(shù)最成熟。
在研制中,履帶式月球車較早被排除,因為月球上像沙子樣的月壤顆粒對履帶磨損非常厲害。相對而言,履帶不如輪子技術(shù)成熟。另外,球形“月球車”在操控上不能精確定位轉(zhuǎn)向,控制位置難度更大,也被排除。
也有專家說,在月球車的研制中,模擬月球環(huán)境很關(guān)鍵。月球的重力只有地球的六分之一,月壤更松軟。如何讓月球車不失穩(wěn)定性、不陷下去,都需要特殊的環(huán)境進(jìn)行實驗。該專家告訴記者,國內(nèi)已有研究機(jī)構(gòu),在地球上模擬出六分之一重力下的土壤環(huán)境。
不僅在設(shè)計月球車時會遇到困難,在發(fā)射時,航天部門也會對月球車提出嚴(yán)格要求。比如,火箭的運載成本很高,空間有限,這樣就要求月球車不能過大過重,要根據(jù)火箭的承載能力和空間進(jìn)行設(shè)計。
現(xiàn)在學(xué)界也有人研究可折疊月球車。姚燕安說,在火箭里月球車團(tuán)成團(tuán)兒,到達(dá)月球后自動展開。這樣既省空間,又能保障性能。有專家告訴本報記者,著陸艙著陸后會像花瓣樣散開,月球車從里面駛出來。
■ 排險
月球重力較輕,月壤較為松軟,溫差跨度較大,國產(chǎn)月球車如何避免在這樣的環(huán)境下翻車、被卡或者變形?
車輪結(jié)構(gòu)克服翻車
月球重力只有地球的六分之一,表面月壤松軟,這要求設(shè)計月球車時要避免沉降和翻車。專家姚燕安說,為此,月球車輪上花紋經(jīng)過特殊處理。
有專家說,因為月球上低重力,月球車更容易顛覆,所以設(shè)計時要保證不管遇到什么障礙都要讓車輪和月面接觸,這樣不容易翻車。專家稱,月球車遇到難以攀爬的障礙時會選擇繞行,這樣很少會翻車。
被卡時前腿抬起自救
目前月球上可以預(yù)知的障礙有斜坡、臺階、壕溝、松軟路面等。姚燕安說,面對這些障礙,現(xiàn)在的月球車一般都是輪腿復(fù)合式,在腿前腳的部位安裝輪子,類似哪吒腳踩的風(fēng)火輪。遇坡時,月球車可抬腿爬行,最高爬坡30度,如遇特別艱難地段可繞行。
去年4月,美國勇氣號火星車被卡在火星上,月球車也面臨被卡危險。如果被卡,月球車也會自救。姚燕安表示,比如輪子前后左右轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),把“前腿”抬起,會試著走出來。
當(dāng)然,除了被卡,專家們也為月球車準(zhǔn)備了多套自救措施。姚燕安介紹,假如掉到溝里,輪腿復(fù)合式系統(tǒng)就可能伸開,試著爬上來。
新型材料要耐巨大溫差
公開資料顯示,月球車受到輻射加熱,極限溫度可達(dá)150℃。未受光部位,溫度則為零下130℃─零下160℃,月球夜間可達(dá)零下180℃,有些地區(qū)甚至達(dá)零下200℃。
專家說,溫差很大易造成材料變形,所以月球車材料要做到“同性不冷焊,異性不裂斷”。
專家解釋說,同種材料,在真空高低溫下,可能會“冷焊”粘在一起,而合金材料不同物質(zhì)會分離造成斷裂。所以,在選擇材料時,必須避免這些情況。
這位專家預(yù)計,中國所用材料,可能會選擇更新的優(yōu)質(zhì)材料。
本版稿件/本報記者 吳鵬