为什么玉兔号内存只有256MB？
要知道，美国20世纪发射的阿波罗11号制导计算机的运行内存才不到4k，存储空间才72k，即使是21世纪的玉兔号内存也才256M。很多人喜欢将玉兔号、阿波罗号的计算机内存与手机甚至个人电脑相比较，以为像登月这么伟大、这么复杂的任务得需要几百上千G的内存，其实这都是误解。可以这么说，市面上的华为、小米也好，苹果手机也好，存储空间都是512G起步，是阿波罗计算机存储容量的700万倍，手机无论是运行内存还是存储空间都能把阿波罗摁在地上碾压。
除了内存外，阿波罗号计算机芯片运行速度只有0.43MHz，天宫一号上的CPU主频也就10Mhz，美国好奇号火星车上的CPU主频也只有200Mhz。而手机芯片的单个核心运行速度就达到了2.86GHz。更不用说iPhone12的A14芯片架构可容纳约116亿个晶体管，每秒可处理22.6亿个指令，这比阿波罗的导航计算机快了近10亿倍。
但是，为什么这些复杂的航天任务都不用更先进、更大的存储器和芯片呢？这篇文章，站长就带大家聊聊这个话题。宇航级芯片更关注稳定性电脑、手机、电视等消费品上所用的芯片为消费级芯片，像工业机器人、各种工控设备商用的是工业级芯片，而玉兔号等航天产品上用的芯片为宇航级芯片。由于这三种芯片所用的场景不同，所关注的性能就不一样。
就宇航级芯片来说，最关心的莫过于稳定性了，而关系到稳定性指标的，则是抗干扰能力、抗高温/低温能力、抗辐射能力和功耗大小了。抗高温、抗低温能力我们以抗高温、抗低温能力举个例子。玉兔号所处的月球因为没有大气的保护，那里的温度取决于太阳的光照，由于不存在空气散热，受光面和被光面温差非常大，白天最高温度为160℃，而到了夜间最低可达-180℃，因此，玉兔号为了能在这个温度范围下继续工作，所用芯片的耐温阈值必须达到-180度~ 160的范围（玉兔号上是有太阳板电池进行保温的，实际温度范围稍微好点）。
而我们使用的手机，所用的芯片在大约-10°C以下或50°C以上就难以正常工作，更别说在零下180度的环境下使用了。正是因此，商业级、工业级、军品级、宇航级CPU有着不同标准。由于各种测试非常多，数据指标也非常细，这里仅就工作温度（存储温度范围更宽）做罗列：商业级CPU的工作温度为0℃～70℃。工业级CPU的工作温度为-40℃～85℃。
军品级CPU的工作温度为-55℃～125℃。宇航级CPU不仅在工作温度上有着不亚于军品级CPU的水准，而且还有抗辐射等方面的要求。抗辐射能力在太空环境中，宇宙辐射是不可避免的，而宇宙辐射恰恰会对CPU造成损坏。我们知道，微电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应（TID）、单粒子效应（SEE）和剂量率（Dose Rate）效应。
总剂量效应源于由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏，包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移，以及双极晶体管的增益衰减。SEE是由辐射环境中的高能粒子（质子、中子、α粒子和其他重离子）轰击微电子电路的敏感区引发的。在PN结两端产生电荷的单粒子效应，可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁，SEE中的单粒子翻转会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。
剂量率效应是由甚高速率的γ或Ｘ射线，在极短时间内作用于电路，并在整个电路内产生光电流引发的，可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏。上述几种情况都会导致芯片损毁。有人用华为Mate10手机做过抗辐射实验，实验中手机被钒钾铀矿（有放射性）照射了大约6小时，屏幕上就出现了明显的带状亮斑，输入法也无法打出正确的字了，显然，手机芯片已经受到了辐射干扰。
而宇航级CPU则通过一系列手段实现了抗辐射加固设计，包括材料设计、系统设计、结构设计、电路设计、器件设计、封装设计、软件设计等都有硬性指标。中国的宇航级芯片超越俄罗斯、追平美国我们国家的宇航级芯片设计之路起步较晚，在很长一段时间处理器大多依赖进口，国产的人造卫星也大多使用进口CPU。而美国为首的西方国家严格限制高性能的宇航级和军品级CPU的出口，使我国星载计算机的研制受到很大的限制。
此后，我们国家科技人员采用两条路线分别进行了宇航级芯片开发，一条是自主研发路线，一条是引进开源代码或逆向路线。引进代码后进行逆向研发，这条路稍微简单一些，也涌现了一批代表性成果，如应用于航天的386EX芯片，被用于遥感X号、风云X号、试验X号等卫星的国产版P1750等。不过，由于这些开源代码往往技术落后，大多存在性能偏低的问题。
而进行自主研发路线虽然经常碰壁，但有一个好处，那就是具备自主的技术迭代能力。2015年发射的北斗双星实现了100%采用国产CPU，在北斗双星上搭载了龙芯1E和龙芯1F，性能指标为200MIPS。龙芯1E和龙芯1F的售价仅为几万元一片，比当时西方出售给中国的宇航级芯片ATMELAT697便宜将近5倍（ATMELAT697芯片30万一片，嫦娥四号用的就是ATMELAT697）。
在2017年，龙芯1E300问世，使用64位双发射GS264处理器核，128位向量，增加Spacewire总线，主频200Mhz，400MIPS，这个指标已经达到美国高端抗辐照芯片的水平。目前该芯片已经在成都某所、上海某所的光纤陀螺、太阳敏感器、地球敏感器等进行了使用。正是由于中国龙芯1E300等的研制成功，在2019年的莫斯科航展上，前俄罗斯副总理、俄航天国家集团公司总经理德米特里·罗戈津表示，俄罗斯希望从中国购买微电子设备，以更新老旧的俄罗斯电子装备。
结论综上所述，手机、电脑上的芯片虽然运算能力更强，但宇航级芯片更追求性能稳定可靠，它的执行程序被各种条件所限制，并没有手机的图像渲染、AI控制等各种场景计算，因此，200M的内存对于航天器来说完全够用了。这里是科学驿站，我是站长，华中科技大学物理学博士，是一名热爱科学、热爱分享的科普答主，同时也是科学领域优质创作者、今日头条青云获奖者，如果我的文章有帮助到你，欢迎点赞和关注哦。
玉兔二号着陆了，那么玉兔一号的故障查清楚了吗？
是很早就查清了。具体的情况另一位答主已经提过。我只是想补充一点，玉兔号预期服役三个月，但是在服役初的第二个月昼，"玉兔"号在行进中被石块磕碰"受伤"，随后才导致“断腿”服役（本信息由嫦娥三号探测器系统副总指挥、副总设计师，上海航天技术研究院张玉花研究员在接受采访时透露）。也就是说玉兔号是先被石块磕伤了线路，随后在月面辐射的“摧残”下才发生的故障，并且在这样的情况下，玉兔号还坚持服役了两年半还多，可以说是远超科学家的预期了。
玉兔二号巡视器看起来不重，但为何登上月球后，其身后留下了深深的车辙？
玉兔二号巡视器看起来不重，但为何登上月球后，其身后留下了深深的车辙？月面车辙深浅确实与巡视车的轻重有关，但事实上月面巡视车月兔二号的质量高达135千克，即使月球引力只有地球的1/6，它的相对重量仍然可达21KG，如此质量在月面产生的压痕非常明显！当然这不止是重量引起的，假如在水泥地面上肯定不会留下痕迹！但月尘的成分与其特性导致其形成痕迹会比地球上产生的更加明显！月壤的主要成分是单斜辉石、橄榄石或碎片、斜长石等，由于月球没有大气层与水汽循环，因此并没有经过风化作用，每一颗月壤颗粒都是棱角分明的存在，另外在太阳风中高能带电粒子轰击下，月尘都带点而且会产生类似静电植绒的效果，相互之间排斥处在极度蓬松状态，当月球车压过时即直接破坏了这个平衡，这种松散状态的造成的压痕尤为明显！ 另外带电的月壤会导致一个很严重的困扰，因为静电吸附的效果，月尘会吸附在设备上，衣服的外套上，阿波罗计划中的宇航员就深受其扰！尖锐的月尘会导致设备的非正常磨损，玉兔月球车的故障也与此有关！这说明无论技术理论体系如何完善，没有经过实际测试考验的仍然还会有巨大的落差，甚至牵一发而动全身，玉兔尤其如此！ 这就是NASA都已经去过月球了，为什么我们还要去的理由！因为没有理由将花费了巨额资金得到的经验免费分享给你！ 另外这个压痕的效果另外的原因是视觉差引起的，与拍摄角度，成像色调甚至阳光的角度都会有关系，并不能想当然的去考虑问题！。
