文 / 王麗
嫦娥三號(hào)的月球之旅
文 / 王麗
在長(zhǎng)三乙火箭的托舉下,嫦娥三號(hào)攜“玉兔”順利踏上探月之旅。作為中國(guó)首個(gè)在地球以外天體實(shí)施軟著陸的航天器,它們“長(zhǎng)什么樣”?此次月球之旅它們要執(zhí)行哪些任務(wù)?與其他衛(wèi)星相比有什么特點(diǎn)?在月球上又是怎么“生活”的?
嫦娥三號(hào)主要包括著陸器和巡視器兩大部分。其中巡視器,也就是“玉兔號(hào)”月球車(chē),由9個(gè)分系統(tǒng)組成;而著陸器是為了實(shí)現(xiàn)月面軟著陸專(zhuān)門(mén)量身定做的新型航天平臺(tái),具有11個(gè)分系統(tǒng)。
月球是地球唯一的天然衛(wèi)星,兩者之間相距384400千米?!叭媚铩庇蛇\(yùn)載火箭發(fā)射升空后,經(jīng)發(fā)射段、地月轉(zhuǎn)移段、環(huán)月段和動(dòng)力下降段等過(guò)程,飛行大約14天,以軟著陸的方式降落在月球虹灣地區(qū)(月球月海之一)?!叭媚铩痹诼湓轮?,“玉兔”是不工作的,而是作為其中一個(gè)載荷依附在她身上。抵月之后,嫦娥三號(hào)釋放“玉兔”,二者分離,各自獨(dú)立開(kāi)展月面探測(cè)工作。
與以往航天器相比,我國(guó)是世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)著陸器與月球車(chē)配合進(jìn)行月球探測(cè)的國(guó)家。嫦娥三號(hào)最大的特點(diǎn)就是首次在地球以外天體執(zhí)行軟著陸及月面巡視勘察任務(wù),創(chuàng)造了中國(guó)航天史上的又一個(gè)第一。
到目前為止,人類(lèi)成功實(shí)施了13次月球表面軟著陸,中國(guó)將成為除美國(guó)、前蘇聯(lián)以外第三個(gè)可以實(shí)現(xiàn)此計(jì)劃的國(guó)家。
軟著陸到底難在哪里?這要從月球自身的條件說(shuō)起。由于月球上沒(méi)有大氣,是真空,所以在實(shí)施航天器著陸的時(shí)候不能用降落傘。為解決這個(gè)難題,嫦娥三號(hào)研究團(tuán)隊(duì)在著陸器的底部安裝了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),通過(guò)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)逐步減速,來(lái)減緩它降落的速度,讓著陸器從15公里處慢慢往下降到虹灣地區(qū)。
不僅如此,著陸器底部還帶有若干照相機(jī),在其離月球100米的高度時(shí),照相機(jī)開(kāi)始自動(dòng)工作拍攝月表,并將信息立即反饋回地球。如果月表情況不好,著陸器就自己挪動(dòng)到平緩的地區(qū),懸停在那繼續(xù)下降。在距離月地面還有4米的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī),著陸器呈自由落體。降落后,著陸器上的幾條腿扎進(jìn)月表土壤,在調(diào)試各個(gè)儀器設(shè)備后,月球車(chē)“玉兔”從著陸器上緩緩走下來(lái)。
月球上的一天約相當(dāng)于地球上的27天,13天半是陽(yáng)光普照的白天,13天半是寒冷的黑夜。由于沒(méi)有大氣來(lái)傳遞熱量,月球溫度變化很大。月球最高溫度達(dá)123攝氏度,最低溫度可降至零下233攝氏度。在如此嚴(yán)酷的天氣條件下,在實(shí)現(xiàn)了著陸器軟著陸后,嫦娥三號(hào)面對(duì)的困難便是如何在月球上過(guò)夜。
如不采取措施,所有儀器在月球渡過(guò)長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月時(shí)長(zhǎng)的夜晚時(shí),都要經(jīng)歷低溫考驗(yàn),極易凍壞。嫦娥三號(hào)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在論證如何解決這個(gè)難題時(shí)認(rèn)為,“玉兔”和“三姑娘”到了夜晚都必須“冬眠”,無(wú)需工作,但機(jī)器內(nèi)里需要保溫。
保溫只有一種辦法可以做到,那就是利用電池。這種原子能電池能夠利用放射性同位素的溫差發(fā)電,同時(shí)轉(zhuǎn)換成熱能,可連續(xù)工作30年。依靠電池釋放的熱量,“玉兔”和“三姑娘”的溫度會(huì)保持在零度以上,保障所有電子儀器不至于被凍壞。等到太陽(yáng)出來(lái)時(shí)它們還可以自動(dòng)醒來(lái),接著執(zhí)行探測(cè)任務(wù)。