揭秘玉兔号月球车：挑战极端温度 自主避障巡视(4)

　　“玉兔号”如何在月球表面如履平地？

　　尽管整体来讲虹湾地区比较平坦，但月球表面千万年来经历陨石撞击，遍布大大小小的陨石坑和石块。为了避免在月球上“摔跤”或“崴脚”，“玉兔号”月球车有6个特制的轮子，而且移动很慢——每小时最多走200米。

　　“这个轮子学名叫做筛网轮，能够尽可能减轻重量。另外，这个车轮在设计上必须要有很大的接触面积，摩擦系数也要很大，这样它在月面才不会陷进去，也不容易打滑。”“嫦娥三号”探测器系统专家曾令斌说。庞之浩介绍，由于轮子是网状的，所以一边行驶一边可以把沙子漏掉。

　　除了表面用筛网，轮子每隔一段就会有一个锯齿形的结构，叫做棘爪，就像是兔爪上的指甲。月球上本没有路，这些尖利的小爪子能够帮助“玉兔号”稳稳地抓住月面，跨过沟沟坎坎。

　　遇到地面不平的情况时，“玉兔号”会通过摇臂调整重心。如果遇到较大的坡，它就会绕过去。全程参与“玉兔号”研制的主任设计师肖杰说，“玉兔号”有4只“眼睛”，分别是全景相机和导航相机。通过相机“观察”周围环境，对月面障碍进行感知和识别，然后对巡视的路径进行规划。遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的撞击坑，月球车能够自主判断并安全避让。

　　“玉兔号”是从40多个月球车中“脱颖而出”的

　　据探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花透露，“2007年国家任务定型的时候，月球车满地跑，中国有40几个月球车竞争比较。”40几个月球车满地跑，最后是怎么确定下来的呢？张玉花说，这个型号的巡视器和着陆器由一家单位研发，当时认为更合适，接口更好。如今，“玉兔号”月球车八个分系统中，有四个半是上海航天人研制的。

　　据中国月球探测车的先驱者、哈尔滨工业大学81岁教授刘暾介绍，作为中国首辆月球车，其关键技术有2项是由哈工大科研人员研制的，包括温度调控系统技术和车轮构型、材质设计技术。“玉兔号”月球车实现了全部“中国制造”，国产率达100%。其中月球车温度调控系统是哈工大的一项领先世界的先进技术。为适应极端环境，“玉兔号”月球车热控分系统利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源，可耐受摄氏零下180度至零上150度的极限温度。工作时的舱内温度可以控制在摄氏零下20度至零上50度之间。

　　刘暾介绍，月球车在月面“行走”时风险重重，车轮掀起的月壤细粒会大量扬起，形成月尘，一旦附着将很难清除。月尘可能引起月球车很多故障，包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。月球车的车轮形状和材质成为一个很重要的解决月尘的关键点。为了确认哪种车轮的构型更适应月球环境，哪种材质更适合月球表面的环境，科研人员进行了几千次的实验。