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可惜飞不上月球,月球车

来源:整理 时间:2022-04-02 14:17:45 编辑:华为40 手机版

说月球车,就不得不提大名鼎鼎的美国“漫游者”月球车。(地面工作人员正在往阿波罗飞船侧面安装折叠后的月球车)(月球车部署示意图:宇航员先要解除固定装置)(两名宇航员合力拉开月球车固定装置,放下月球车)(下降的同时展开月球车)(打开座椅,安装必要的设备,在经过一系列调试过程后,就可以启动月球车了)“漫游者”月球车是由电池驱动的纯电动车,与之前苏联发射使用太阳能帆板的“月球车一号”不同,美国“漫游者”月球车携带了两块合计242安时电量的氢氧燃料电池,这种电池是将氢气、氧气和电解质的化学能直接转换成电能和水的发电装置,它的能效转换比高达80%,是一种非常高效的发电装置。

阿波罗登月的月球车轱辘是啥材质的?

阿波罗登月的月球车轱辘是啥材质的

阿波罗15号登月是携带了一辆月球车,两名宇航员驾驶月球车行驶了2小时,总共只跑了8公里,是专门为扩大宇航员的活动范围和的减少体力消耗制造的。宇航员在月球活动需要穿上重达200斤的宇航服,在关节等处还有专门的加压措施,使得宇航员活动非常不便,最早的月球登陆影像中,宇航员在月球活动的时候,都是用腿用力跳的,虽然月球引力只有地球的1/6,但是我们看到的宇航员跳动的幅度却很小,足以显示运动的困难。

后来阿波罗15号就专门制造了一辆人工操作的月球车,用于减轻宇航员的体力消耗。此后的阿波罗16号、17号,也都带着月球车登陆。月球车自重为210公斤,设计载重490公斤,远超过两名穿着宇航服的宇航员体重,更不要说月球引力小,宇航员“体重”大大降低,车架用2219铝合金材料焊制,底盘分为3部分,可以折叠收进登月舱内,用两组氧化银电池提供动力,月球环境特殊,尘土比较厚颗粒很细,还有不少尖锐的颗粒,月球引力也比较低,因此轮胎由涂有锌层的编制钢网丝网制成,是非充气金属丝网轮胎,以钛片做成斜纹提供摩擦力。

月球车遗留在月球上会不会被后来者窃取造成技术泄密?

月球车遗留在月球上会不会被后来者窃取造成技术泄密

这个事情,在最近几十年,由于月球环境恶劣,登陆月球难度大,人工在月球操作不易,各方面都是起步阶段,造成技术泄密,大可不必担心。几十年以后,随着科技进步,世界上先进的国家,都想上去淘点金,这时候,就要小心了。未雨绸缪,小编的想法很好,我们中国,月球车技术领先世界,成果来之不易,将来要加强保密措施。将来制造月球车,可以设计自毁装置,不让别人偷技术,也可以设计一种类似神仙索的东西,陌生人靠近,月球车伸出臂索装置,把他铐起来,无吃无喝,永远在这里,当免费保安吧!。

为什么玉兔月球车速度慢,美国月球车与之相比会跑得更快?

为什么玉兔月球车速度慢,美国月球车与之相比会跑得更快

同样是月球车,有轮子能在月球上移动,但我们的月球车“玉兔号”与美国月球车“漫游者”却是完全不同的两样东西。别着急,且听我一一道来:“玉兔”月球车是我们自主研制的可在月球表面自主行走的移动探测设备,是6轮全驱动月球车,长1.5米宽1米高1.1米,自重140公斤,可以承受月球极端高低温、强宇宙辐射等恶劣环境,可爬20度的斜坡、翻过20厘米的障碍。

这些数据看起来并没什么大不了的,更何况“玉兔号”的速度极慢,只有200米/小时,连小宝宝的童车都能轻松超过它。(“玉兔号”月球车)为什么“玉兔”跑这么慢,是它根本就跑不快吗?不是。月球车之所以跑得不快,是因为它身上装着十多件精密科学仪器,它的任务并不是在月球上撒欢,而是要像科学家那样对月球表面进行各种科学探测,并将探测所得到的数据通过无线通信链路发到“嫦娥”月球着陆器,再由嫦娥回传给地球上的测控站。

我们的第一辆月球车“玉兔号”上搭载了共4台全景相机和导航相机,它可以自主判断障碍并避开障碍,还可以自主规划行进路线。它还搭载了红外成像光谱仪、激光点阵仪、粒子激发X射线谱仪、测月雷达等十多台不同功能的科学设备。月球车不仅可以通过测月雷达对下方100米厚度的月球土壤结构进行探测,还可以通过机械臂对月球土壤进行毫米级的取样、粉碎并现场分析其化学性质。

(“玉兔二号”月球车)月球车“玉兔二号”尽管身材大小跟“玉兔号”一样,爬坡过坎的能力也并不突出,但它可以借助搭载的测月雷达、红外成像光谱仪、中性原子探测仪、低频射电天文观测设备等许多科学仪器设备对月球环境、地质和空间数据进行科学分析。所以咱们的“玉兔”月球车与其说是一辆车,倒不如说它是一位多面手的宇航员和科学家,在环境险恶、寂静荒凉的月球上一边走一边搞科学研究,同时把研究成果分享给地球上更多的科学家团队。

说月球车,就不得不提大名鼎鼎的美国“漫游者”月球车。我们都知道上世纪70年代初美国阿波罗计划中“阿波罗15号”、“阿波罗16号”和“阿波罗17号”分别携带了三辆月球车上月球,它们都叫“漫游者”月球车。(“漫游者”月球车)与肩负科学探测任务的“玉兔”月球车不同,“漫游者”号实际就像是一台电瓶车,它的作用就是作为宇航员在月球上的交通和通信工具,同时用来运送一些设备、月壤和矿石。

所以“漫游者”更大更快、功能单一、结构简单、操作方便。(月球车手册之功能分解)“漫游者”号,展开后长3米、宽2米、高1.14米;它是可折叠的,折叠后的尺寸大约是1.5X1.5X1.1米。阿波罗工程的技术人员会在地面将月球车折叠起来,垂直固定在“阿波罗”飞船登月舱下降段的侧面,等到飞船降落月球,宇航员出舱后再把它放下来展开并安装好。

这是一个比较复杂的过程,需要两名宇航员密切配合。(地面工作人员正在往阿波罗飞船侧面安装折叠后的月球车)(月球车部署示意图:宇航员先要解除固定装置)(两名宇航员合力拉开月球车固定装置,放下月球车)(下降的同时展开月球车)(打开座椅,安装必要的设备,在经过一系列调试过程后,就可以启动月球车了)“漫游者”月球车是由电池驱动的纯电动车,与之前苏联发射使用太阳能帆板的“月球车一号”不同,美国“漫游者”月球车携带了两块合计242安时电量的氢氧燃料电池,这种电池是将氢气、氧气和电解质的化学能直接转换成电能和水的发电装置,它的能效转换比高达80%,是一种非常高效的发电装置。

原则上它的电能受限于携带的氢氧气体多少。(氢氧燃料电池产生电能原理)鉴于氢氧燃料电池拥有如此高的电能转换效率,所以包括阿波罗飞船、月球车,甚至其后的美国航天飞机都采用它提供电能。但由于它造价高昂,相当长一段时间里都没有走入民用。(宇航员正在用吸尘刷扫除电池上方的月尘)由于月球车燃料电池的工作温度在摄氏0~50度左右,所以它们被装在车前方一个有热交换装置的防尘盒子里,盒子表面带有小方格子的镜面不是太阳能板,而是反射阳光的散热器,平时这个散热器上面还有个盖子(就是画面中立起来的金色盖板),它主要起到防尘的效果,很显然阿波罗15号的月球车并不能做到完全防尘,需要宇航员时常拿刷子进行清扫以防电池过热。

(月球车手册之电池模块)“漫游者”月球车有四个车轮,每个车轮上都装有一个独立的马达,前后轮都可以转向,它是一台不折不扣的四驱车。其实它的速度并不快,设计最高速度20公里/小时,它的电池可以驱动月球车跑50公里左右。实际上因为月球表面崎岖不平又有很多石头,所以开的并不快。阿波罗计划的三次月球车任务中,阿波罗15号月球车跑了27.9公里、16号车跑了27公里、17号车跑了35公里。

(月球车行进连拍照片)有许多朋友对美国月球车硕大的车轮和它上面的挡泥板感兴趣,觉得他们怎么能把地面用的橡胶轮胎搬到月球上去,难道就不怕晒爆?事实上,“漫游者”月球车的四个车轮是弹性钢丝编制的,在它的接地面安装了交错的金属片以减小压强,所以不注意看还以为是普通汽车的橡胶轮胎。(月球车手册之钢丝轮胎的截面图和局部示意图)之所以这样设计,主要是考虑到宇航员乘坐的舒适性,它可以在让灰尘漏下去的同时尽可能地增大与月面的接触面、加大抓地力,最大程度地减轻重量,另一方面还可以杜绝橡胶轮胎的种种弊端。

尽管月球车速度最快只有20公里/小时,但鉴于车轮的设计,它在月球上它还是会扬起很高的月尘,这些灰尘无论是落在设备上还是宇航员的宇航服上都会造成不良影响,所以设计者给月球车装上了四个橘红色的挡泥板,严格意义上说应该叫挡灰板。“玉兔号”因为速度极慢,所以用不着挡灰板。(月球车正在被安装到飞船上,从照片我们可以清楚地看到钢丝车轮和挡灰板)“漫游者”月球车的机械结构比较复杂,但控制系统却相对简单,宇航员经过训练后可以熟练地操控它前进后退和转向。

与别的车辆不同的是,宇航员需要时刻留意电池和马达温度的变化,根据需要采取降温措施。(月球车控制面板,上面有指南针、速度表、温度指示和一些控制开关。下方有一个白色T形控制手柄,最下方橘红色的是腕托)(月球车手册之方向与速度指示模块示意图)最后做个总结:“玉兔”号月球车与50年前美国“漫游者”存在巨大的速度差异,有以下几方面的原因:一、“玉兔”号是科研设备载具,“漫游者”是代步工具。

二、“玉兔”号需要时间边走边探测边研究,“漫游者”以帮助宇航员最快最轻松到达目标为己任。三、“玉兔”号是无人驾驶、自主移动,“漫游者”是由宇航员驾驶,人的反应速度要快多了。四、“玉兔”号是个极其复杂精密的设备,“漫游者”结构简单、耐造。五、“玉兔”号身板小轮子小,见到石头绕着走,“漫游者”跟福特轿车一般大,碾过石子不在话下,了不起翻车了扶起来便是。

为什么中国月球车要包一层金箔纸,美国的火星车不需要吗?

为什么中国月球车要包一层金箔纸,美国的火星车不需要吗?其实这个道理挺简单的,咱中国人有钱,包了金箔高大上啊!当然这就是个玩笑,真正的原因是中国人的月球车既怕热又怕冷,而美国人的火星车则不怕,难道我们中国人的月球车就那么娇贵吗?其实这得从月球和火星的环境开始说起!月球的环境到底如何?为什么既需要保温还需要隔热?月球是距离地球最近的天体,火星则是最有可能的移居地,两者都是热门目的地,但条件却大相径庭!月球环境月球直径3400千米,重力大约是地球的1/6,无大气层,有这三个要素介绍月球已经足够了。

月球和地球同处一个轨道,地球轨道上的太阳辐射功率1369W/平方米,这就会有几个结果:月面无大气,因此没有保温与减低辐射的作用月面辐射很强(包括光辐射和太阳高能粒子)月夜会很寒冷(无温室效应,辐射散热)导致的结果就是月球的白天大约130度,夜间大约是-170度,这个温度对应该对哪种设备都是一个考验!但月球的恶劣条件远不止这一个,还有另一个各位可能没有想到的问题!月球半个月白天,半个月黑夜上述的条件中,如果24小时内一个交替倒也罢了,结果是将近半个月的超过100多度的炙烤,接着又半个月的极寒,这可把工程师们给搞晕了!因为月球已经被地球潮汐锁定,环绕地球一圈才完成自转一周,也就是一个白天黑夜,而月球大约27.32天才公转一周,加上地球轨道公转的关系,朔望月的周期还要再加是2.21天,也就是29.53天,一半就是14.75天,正好差不多半个月。

恒星月和朔望月将近130度的高温下,要呆半个月,所以落月的探测器上都有一层金闪闪的外衣,它唯一的用处就是以反射的方式将将太阳辐射能隔离,保证内部有一定的环境温度,因为没有大气层的对流与传导作用,这个反射方式隔离高温是不错的。另外这也不是啥金箔,不过是一层反射薄膜而已。当然考虑了白天的高温,还有夜间的低温,因为半个月的黑夜会导致月面最低温度达到-170度左右,对于电子设备来说,高温是一个考验,但低温更是,大家都知道电池在低温下效率极差,而且还需供给设备使用!因此嫦娥四号的着陆器中装载了保命用的核电池(放射性同位素电池),以求在漫长月面低温中安然度过。

火星的环境怎么样,美国人的探测器就不需要隔热保温了吗?火星距离的地球约5500万千米(最近),直径约6794千米,有一个大气压为地球1%的二氧化碳大气层。由于距离比较远,火星接收到的太阳能大约只有地球的1/3,这使得火星赤道地区中午最高温也只有35℃,不过两极的夜间最低温还是能达到−143℃,因此在火星的夜间探测器仍然需要有一定的保温措施,但由于时间比较短(火星一昼夜和地球相差无几),这个要求就不太高了!上图是NASA最近发射的火星探测器洞察号,尽管只是一张CG图,但还原度是极高的,我们可以很直观的看到,表面无任何绝热措施,但内部有没有保温设备,我们在外面看不到,但肯定会有!上图是登陆火星探测器的太阳能电池功率,其中洞察号功率接近4.6KW,而且黑夜时间大约为12小时,很快就能得到补充,因此在火星表面工作,隔热与保温问题并不是特别大!火星沙尘暴影响火星尽管没有像月球那样温度相差悬殊的环境,但火星有大气,会形成沙尘暴,这对于火星探测器来说绝对是一个考验!不是因为沙尘暴会把探测器刮跑,比如像《火星救援》中的情形是绝对不会出现的!但因为火星大气极其稀薄,也就清风拂面,但因为火星重力只有地球的40%,因此它很容易扬起火星尘埃(极度干燥的火星尘埃非常可观),沉降之后会导致探测器太阳能电池晒不到阳光,机遇号就是这样挂了的!这可是个长寿的家伙,它从2004年开始执行火星探测任务,历经2007年的火星沙尘暴,但却未能挺过2018年横扫火星的沙尘暴!沙尘暴来临之时的火星大气透明度,这绝对是一个令人绝望的时刻,对在火星表面执行任务的探测器来说也同样是一个考验!对于火星探测器来说,还有一个是通讯保障本文就不多说了,我们简单了解下,火星和地球之间相隔5500万千米,最远接近4亿千米,通讯延迟从3分钟(单趟)到22分钟不等,而且还可能会被太阳遮挡,还有地球和火星自转导致的阴影周期,绝对是一项考验技术和耐心的工作。

中国月球车平均每个地球日行驶不到1米,为什么不能设计快一点?

中国玉兔号月球车日行驶里程不足1米·原因是因为不用“飙车”中国研发的月球探测车、玉兔号和火星探测车、祝融号有个很有趣的数据,以玉兔二号为参考,这辆车在完成24月昼工作日后的行驶里程为589.6米,每天的行驶里程不足1米,速度怎么这么慢!是因为动力电池容量有限,光伏板充电效率低,还是因为电驱车技术不行呢?有些唱衰新能源汽车的燃油车既得利益者挖空一切心思找理由诋毁电驱技术,玉兔号的数据也被拿来说事,曾经就此事进行过技术分析,不过今天可以换个角度来解读。

登月最早的是美国,它的登月车也是电驱,这可能会让某些人感觉到尴尬;但是网络上流传的各种资料和数据都显示美国登月车可以以12-16km/h的时速行驶,速度真的是相当快了,殊不知美国的月球车设计使用寿命似乎有些才60多公里哦。关于美国登月的传闻有很多,有些观点质疑其登月为造假,所谓的登月车是摆拍、月壤也是伪造的;这个说法无从考证,但也有人列举了一些图片作为参考,比如登月车使用的是“充气轮胎”,在真空环境中怎么能用这种轮胎,充气嘴显得是有些突兀的;其次则是时速可以超过10公里的登月车在能够让车轮掀起尘土的前提下,为什么路面上看不到车辙,这些问题倒是都挺有趣。

不过以科学的视角解读它的登月车应当没有那么简单,美国的登月车设计过无人登月车,也有人工驾驶的登月车。美国月球车有过人工驾驶的类型,车辆的尺寸和UTV差不多,如果这些车真的登上过月球的话,那么它的速度倒是可以快一些;又没发现这些月球车上没有什么尖端设备,有的只是简单的车架、动力电池、雷达和驾驶装置,这说明了什么呢?说明的是美国有人驾驶的月球车只是个载具,作用是快速把宇航员带到目标点,在人工采集月壤之后通过车辆运输到返回舱;也就是说美国的月球车只是个交通工具,是个“电动越野小卡车”,短时间使用之后就要抛弃了,这就无所谓控制或不控制车速了,即便在月球上“飙车”也无所谓。

玉兔号月球车的行驶速度为何那么慢呢?原因与储能电池、光伏发电和驱动系统无关,从咱们的玉兔号的设计即可看出差异;玉兔号可不像美国月球车看起来那么“粗糙”,车辆的车轮很小,不是用于越野使用,设计似乎更偏向车辆的稳定性。玉兔号这台“电驱车”其实有很多高精尖设备,包括:中性原子探测仪红外成像光谱仪测月雷达全景相机等这台车的任务不是在月球上“飙车撵兔子”,它的任务是科研探索,需要通过车辆本身的各种仪器设备对目标点和规划覆盖区域进行各种勘测,需要完成的是采集到科研任务所需要的各种数据。

而这些数据在发射登月车之前就会经过科学严谨的计算,也就是说这台月球车在落地后,需要完成的正是缓慢的蠕行,在过程中完成自己的采集任务即可;如果需要在月球上飞驰的话,以现在的技术储备完全可以造出“月球性能车”,反之没有需求就不应该浪费研发资金。综上所述,玉兔号月球车的设计就是要缓慢行驶,其实美国也有相同的探测车,比如美国的机遇号火星车也是这种设定,使用寿命预计为609.2米,每天行驶速度10米左右;中国的祝融号火星车也已经在火星表面运行半年多了,其行驶速度可以达到每小时走200米——其实玉兔2号也可以达到这个标准,速度已经不慢了。

至于储能电池的问题也不能和电动汽车划等号,完全不是一个技术等级;参考祝融号其实依靠的是太阳能电池板,并没有采用一般认为的核电池,也就是“钚电池”,究其原因应当是考虑到探测车丢弃后的钚元素是否会产生影响,以及探测车的规划使用时间只是几个月,没有必要使用钚电池。编辑:天和Auto-汽车科学岛天和MCN发布,保留版权保护权利喜欢我们的内容请点赞关注哦。

上世纪苏联美国登陆月球留在上边的月球车、国旗、垃圾、脚印等现在还在吗?还是消失?

从上世纪50年代开始,人类开始了对月球的探测计划,人类已经发射了大量的月球探测器造访月球,特别是美国启动的阿波罗登月计划,先后将6批次,一共12名航天员送上了月球。人类目前留在月球上面各种各样的物资接近200吨。其中包括各种探测器,航天员留下的垃圾,最重的还是那一堆登月舱。特别对于载人登月而言,返回舱的设计载重都是十分有限的,登月时的大量科研及探测装置最终都会遗弃在月球上,由于月球没有大气,直接就是和宇宙接触的真空环境,更没有大气流动,风雨的侵蚀,所以留下月球上的这些脚印和垃圾不会被月尘所掩埋,会一直保持这当初的状态。

但是这些所谓的垃圾也会受到月球上苛刻的环境所影响,例如直接受到宇宙辐射的冲击,还要经受白天夜晚接近三百度的温差,一些垃圾可能慢慢的在月球上消失,但需要相当长的时间。目前NASA已经要重新启动登月计划,其中一项任务,就是把当初宇航员遗留在月球上的近百袋纸尿裤带回地球,对它们进行分析,研究其中微生物的变化。

文章TAG:月球车飞不上月球可惜

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