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石豪:玉兔二号每迈出一步,需要付出多少努力
关键字: 玉兔二号嫦娥四号月面巡视器嫦娥三号中国航天探月工程1月3日22时22分,玉兔二号驶抵月球表面,在下面这张同样由着陆器监视相机C拍摄的照片中,我们能清楚地看到完全展开的悬梯机构。
图片来源@中国探月
还是在这张玉兔二号驶抵月球表面的照片中,眼尖的朋友发现在玉兔左边的月球表面,有一道闪闪发亮的条带。
笔者分析,这应当是阳光照到月球车侧面,反射到月球表面的结果。
我们不妨通过玉兔号的热控设计,了解一下玉兔二号的情况。玉兔号巡视器的表面由OSR散热面、F46镀银二次表面镜和多层隔热组件包裹,既能够在高温情况下通过OSR和镀银二次表面镜散热,又能在低温下通过多层隔热组件保温。
玉兔号巡视器散热面布局 | 图片来源 刘自军等@中国空间技术研究院
在玉兔二号登上月球的时候,太阳光从图片的左后方射入,通过玉兔二号左侧太阳能帆板与主体间的缝隙,照射到主体上方的镀银二次表面镜上,并被反射到月球表面。
作为嫦娥三号的备份,嫦娥四号探测器上的许多精巧设计都经历了嫦娥三号的飞行考验,值得信赖。嫦娥四号任务的顺利进行,与嫦娥三号积累的宝贵经验是分不开的。
创新争先
嫦娥四号着巡组合体,继承了嫦娥三号的优秀基因,但嫦娥四号并没有躺在功劳簿上因循守旧,而是针对新任务进行了大胆创新。
受到地球电离层的影响,人类无法在地球上展开频率低于10MHz的射电天文观测。即使在地球轨道和月球正面,射电天文观测也会受到地球电离层反射和人工无线电的干扰。
而在月球背面,人工无线电干扰被屏蔽,大气层活动产生的电波也被屏蔽,甚至在月夜期间连太阳的电磁辐射也被屏蔽,这使得月球背面成为低频率射电天文观测的绝佳地点。
因此,与嫦娥三号不同,嫦娥四号的主要有效载荷除了必备的地形地貌相机和降落相机以外,选择了低频射电频谱仪和德国基尔大学的月球中子及辐射剂量探测仪(LND),填补了100~1000kHz射电天文观测的空白,有望产生一系列天文和空间物理科学的原创性成果。
嫦娥四号着陆器外观 | 图片来源@中国空间技术研究院
上图中,三根长长的天线就是嫦娥四号低频射电频谱仪的三分量有源天线单元。频谱仪工作在0.1~40MHz频段,三根天线分别接收电磁波信号在三维空间内三个互相垂直的分量,可以获得低频电磁波的强度、频谱、时变、偏振特性以及辐射源方位等信息。
目前,嫦娥四号的低频射电频谱仪天线已经展开到位。
另一个值得关注的创新点,是嫦娥四号终于用上了中国自己的同位素温差发电机(RTG)。
同位素温差发电机是一种用于深空探测颇为理想的电源,它通过放射性同位素的衰变产生的热量进行发电,既能使探测器飞离太阳时不依赖太阳能电池供电,又能提供充沛的热能,确保探测器不在酷寒的深空中“冻死”。
在嫦娥三号任务中,我们采用的只是同位素热源(RHU),只能为探测器提供热,不能供电。而在嫦娥四号上,笔者欣喜地看到,我们终于拥有了基于钚238的同位素温差发电机,能够在供热的同时,在月夜为探测器提供不低于2.5W的电能。
尽管中国的航天级RTG依然处在发展阶段,但笔者看到的,是走向月球以远的中国深空探测的未来。
未来,我们要去火星,去木星。
未来,在建国100周年的时候,我们的深空探测器会在天王星向祖国发来最遥远的祝福。
未来,触手可及。
图片来源@中国探月
参考文献
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- 责任编辑:小婷
- 最后更新: 2019-01-05 16:01:55
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