中国月球车中华号样机首次亮相工博会为探测火星奠定基础

2013-11-05

11月5日，即将在2013年12月随嫦娥三号发射到月球表面的“中华”号月球车原理样机在上海国际工业博览会上首次公开亮相。

这款原理样机由上海宇航系统工程研究所（下称上海宇航所）主要负责研制，在技术上突破了月面移动和轮壤作用技术，掌握了自主导航和地面实验技术，其展开状态尺寸为“1800毫米X2180毫米X1535毫米”，重量为120公斤，爬坡能力30度，越障高度20厘米，最大速度200米/小时。

展出的“中华”号月球车原理样机

月球车全名为“月面巡视探测器”，是集航天系统工程和智能机器人为一体的航天器，能完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务。而在下个月发射嫦娥三号这一我国探月工程二期的关键任务中，“中华”号月球车也将伴随升空，首次实现我国航天器与月球的零距离接触。据悉，“中华”号月球车由中国航天科技集团第五研究院主要负责研制，自重120公斤，可载重20公斤，寿命为3个月，可在月球上3公里范围内连续行走10公里，具有自动避障等功能。

在即将发射的正版月球车上，采用了大部分来自本次工博会上展出的这台原理样机上的技术。至于正版月球车与原理样机的不同之处，在工博会现场的上海宇航所研究人员表示目前不方便透露，“等到下个月就知道了”。

研究人员正在调试月球车样机

众所周知月球是一个无风、无雨、无水、无气、冷热剧变的天体，而且昼夜温差极大，白昼温度高达130-150摄氏度，夜间可下降到零下160-180摄氏度，这对月球车如何能长时间在极端温度条件下正常工作提出了一个难题；月球表面没有大气保护，太阳风、太阳耀斑带来的高能粒子直接辐射到月球表面，会对月球车部分高集成度微电子器件造成损害；月球表面的重力加速度仅为地球表面的1/6，月球车能否在低重力的月球表面完成动作也将是很大的考验；月球表面的月壤松软，因此月球车在上面行驶时很容易打滑，月尘一旦附着到月球车上便很难清除。同时，月尘还可能引起包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等一系列故障。这对月球车的技术和工艺提出了极为严苛的要求。

“中华”月球车采用六轮独立驱动，四轮独立转向，可载重20公斤，寿命为3个月，可在月球上3公里范围内连续行走10公里，具有自动避障等功能。其主体大部分被金属箔包裹，其目的是反射白昼的强光，降低昼夜温差，同时阻挡各种宇宙中的高能粒子，保护车体内的精密仪器。

中国探月工程原总指挥、中科院院士叶培建曾透露，“中华”月球车要完成月表形貌与地质构造调查，进行月表物质成分和可利用资源的调查。所以在月球车上装了一个月基望远镜，可以从月球上去看太空，还装一个测月雷达，让它去探测月球100米深的内部，这是“中华”月球车最大的两个亮点。

早些时候展出的“中华”号月球车模型

据介绍，月球车还有一条机械臂，能在月壤、月岩中勘探取样，供现场检测。同时，“中华”月球车将太阳能和核能作为能源。由于月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天，所以当黑夜降临时，为防止车载仪器被零下100多度的低温冻坏，月球车必须要核电池的能量来保温，并维持与地面的通讯。而当新的白昼来临，电池就能重新依靠太阳能工作。

中国探月工程分为“绕、落、回”三个任务。“绕”，即实施对卫星绕月轨道的控制实验并对月球表面进行探测；“落”，即将月球探测器在月球表面着陆并对月球进行实地考察；最后一步“回”，则是在完成对月球的实地考察后，将在月球上采集的实物样品带回地球。

目前，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环绕飞行，标志着中国探月工程的第一阶段已经完成。“嫦娥三号”将首次实现在地外天体表面无人自动巡视、首次实现探测器月夜生存、首次建立覆盖火星探测范围的测控通信网、首次自主开展月面就位科学探测。

嫦娥三号携带月球车模型

中国嫦娥工程计划在2020年前依次完成绕月探测、落月探测和无人采样返回。嫦娥三号和四号将完成探月二期工程，探月三期工程核心是完成无人月球表面采样返回。如何“回”？目前还正在论证过程中。此外，已有专家建议中国在2025年或2030年前后进行载人登月。

此外，在月球车基础上，研究人员正加紧开展火星巡视探测器总体设计方案论证，在工博会上进行了图片展示。火星车设计质量达300公斤，越障高度30厘米，爬坡能力25度，在发射和登陆时通过可折叠移动的悬架收放六轮。据了解，火星大气活动频繁，常有龙卷风等风暴突袭，火星车样机还将突破火星表面太阳翼除尘技术、自主导航控制技术、深空环境测控通讯技术等，寿命将达180个地球日。