嫦娥月夜蘇醒要過幾道關(guān)

本報(bào)特約記者 杭添仁圖片說明：月球車還需要度過多個(gè)月夜。 玉兔號(hào)月球車和嫦娥三號(hào)著陸器分別于11日和12日成功自主喚醒，標(biāo)志著中國突破了探測(cè)器月夜生存技術(shù)。據(jù)專家介紹，為度過月夜進(jìn)行的休眠和喚醒，并非簡單地按動(dòng)電源鍵，它背后隱藏著巨大的技術(shù)難關(guān)。 月球車休眠注意事項(xiàng)多 嫦娥三號(hào)在落月后面臨的最大難關(guān)就是如何經(jīng)受住月球晝夜極端溫差的考驗(yàn)而“存活”下來。月球的一天約相當(dāng)于地球的28天，而且14天是陽光普照的白天，14天是寒冷的黑夜。白天溫度可達(dá)150攝氏度，夜間溫度會(huì)降到零下180攝氏度。所以月夜對(duì)嫦娥三號(hào)是嚴(yán)峻考驗(yàn)，長時(shí)間在零下180攝氏度的環(huán)境下，所有電子儀器都會(huì)被凍壞。另外，月夜期間也不能用太陽電池來發(fā)電保溫。 為此，只能依靠探測(cè)器自身的熱控系統(tǒng)來“保持體溫”。2013年12月25日11時(shí)和12月26日05時(shí)23分, 在北京航天飛行控制中心的精準(zhǔn)控制下，嫦娥三號(hào)著陸器和玉兔號(hào)月球車先后完成月夜模式設(shè)置。這時(shí)著陸器和月球車都處于斷電關(guān)機(jī)狀態(tài)，斷電前著陸器和月球車已各自折疊原本展開的一扇太陽電池翼，它的作用相當(dāng)于“蓋被子”, 這種“包裹式睡眠”有助于保護(hù)各種儀器不被凍壞。進(jìn)入休眠后，由探測(cè)器內(nèi)部的“同位素?zé)嵩础贬尫艧崮?，相?dāng)于在內(nèi)部“生爐子”；而“氣液兩相流體回路熱控系統(tǒng)”則負(fù)責(zé)將熱源產(chǎn)生的熱量以最大效率傳導(dǎo)到各個(gè)部位，使艙內(nèi)溫度保持在零下50攝氏度到零上50攝氏度之間。 休眠前，月球車還要由地面控制尋找休眠地點(diǎn)并擺出合適的“睡姿”。如果車體向左傾斜太多，太陽剛升起玉兔號(hào)就被喚醒，有些設(shè)備的溫度還較低，不能正常工作。如果車體向右側(cè)傾斜過多，那么太陽升到很高月球車才被喚醒，溫度超過上限，有些設(shè)備就很難工作了。因此玉兔號(hào)的月夜休眠點(diǎn)要滿足三個(gè)要求：一是車頭朝南稍偏東；二是月球車要頭高尾低；三是車體的左右側(cè)傾要在負(fù)2度到正1度之間。為滿足第三個(gè)要求，玉兔號(hào)還自行營造了一個(gè)合適的“休眠小窩”：它的左側(cè)車輪保持不動(dòng)，右側(cè)車輪沿不同方向打轉(zhuǎn)，以此帶起月壤，“刨”出一個(gè)坑。這樣，本來過于左傾的玉兔號(hào)向右傾斜了約3度，滿足休眠要求。月球車率先被喚醒 太陽相對(duì)月球也是東升西落。經(jīng)過漫長的休眠后，從東邊射來的陽光照在月球車和著陸器的太陽電池翼上產(chǎn)生電流，當(dāng)太陽電池翼輸出功率達(dá)到喚醒閾值時(shí)，它們就能按照預(yù)定程序?qū)⒕C合電子、測(cè)控等關(guān)鍵設(shè)備通電開機(jī)，恢復(fù)與地面的通信聯(lián)系，告訴地面科研人員它們“醒了”?！捌鸫病焙?，它們還要及時(shí)把蓋在身上的太陽電池翼掀開散熱，以免設(shè)備溫度過高，影響后續(xù)任務(wù)的開展。隨后，科研人員再向月球發(fā)送信號(hào)，設(shè)置月球車和著陸器的工作狀態(tài)。 2014年1月11日5時(shí)9分和1月12日8時(shí)21分，玉兔號(hào)月球車和嫦娥三號(hào)著陸器在受光照后先后自主喚醒。它們安全度過長達(dá)14天的第一個(gè)月夜的極低溫環(huán)境，表明中國成功突破探測(cè)器月夜生存技術(shù)。著陸器之所以比月球車“起床”晚是因?yàn)榘雮€(gè)月前月夜降臨的時(shí)候，科研人員有意把著陸器和月球車的太陽電池翼設(shè)定在不同角度上。當(dāng)太陽升起后，陽光先照射到月球車太陽電池翼、后照射到著陸器太陽電池翼，即月球車先充電，所以它先被喚醒。還將經(jīng)歷多次月夜休眠 在第二個(gè)月晝工作期間，玉兔號(hào)月球車和嫦娥三號(hào)著陸器轉(zhuǎn)入以科學(xué)探測(cè)為牽引的任務(wù)階段。著陸器經(jīng)過測(cè)試，將轉(zhuǎn)入長期管理階段，按需完成與地面和與月球車之間的通信。同時(shí)月球車和著陸器上的科學(xué)儀器分時(shí)展開科學(xué)探測(cè)。比如對(duì)附近的大石塊進(jìn)行精確探測(cè)，著陸器搭載的極紫外相機(jī)、月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也將展開科學(xué)考察工作。不過并非所有儀器都需要經(jīng)過月夜的考驗(yàn)，例如著陸器上的地形地貌相機(jī)工作壽命只有15天，它在第一個(gè)月晝內(nèi)就完成所有科學(xué)探測(cè)使命，不需要度過月夜。據(jù)介紹，月球車的設(shè)計(jì)壽命是3個(gè)月，這意味著它在月球至少要經(jīng)歷3次月夜休眠和再喚醒。著陸器的設(shè)計(jì)壽命是1年，意味著它在月球至少要經(jīng)歷12次月夜休眠和再喚醒?！?/p>