11月26日，國防科工局對外宣佈，我國首輛月球車——嫦娥三號巡視器命名“玉兔號”。圖為“玉兔號”月球車1：2模型。記者張曉祺攝

　　中新網11月26日電 據中國軍網記者頻道報道，“嫦娥”懷抱“玉兔”，飛天奔向月宮……中華民族這個古老美麗的神話傳説，如今即將成為現實。

　　11月26日，國防科工局宣佈，肩負落月重任的嫦娥三號計劃12月上旬擇機發射，備受矚目的中國首輛月球車——嫦娥三號巡視器，正式定名“玉兔號”。

　　浩瀚蒼穹，璀璨群星，又將見證屬於中國的“太空大片”。這部大片的主角——“玉兔號”月球車，將實現中國人與月球首次“零距離接觸”的夢想。

　　那麼，現實版“玉兔”究竟啥模樣？如何進行探月之旅？又會完成哪些科學任務？嫦娥三號任務序幕徐徐開啟之際，本報記者帶您一探究竟，揭開中國首輛月球車的神秘面紗。

　　相貌很威武——

　　體重140公斤，周身金光閃閃，能“眼觀六路”“耳聽八方”

　　“玉兔號”，這個可愛的名字，讓人不禁對中國首輛月球車遐想翩翩。

　　第一眼見到“玉兔號”的樣機，記者腦海中蹦出兩個字：威武！

　　“從外觀看，樣機與真機一模一樣。”副主任設計師魏然用4句話來形容這個140公斤重的“寶貝疙瘩”：肩插“太陽翼”，腳踩“風火輪”，身披“黃金甲”，腹中“秘器”多。

　　細細端詳，果不其然——

　　“身材”呈長方形盒狀，長1.5米，寬1米，高1.1米，周身金光閃閃，耀眼奪目。她的肩部有兩片可以打開的太陽能電池帆板，好似“黃金甲”上的披風。她的腿部是六個輪狀的移動裝置，好似哪吒腳下的“風火輪”。

　　此外，她還有一個長長的“耳朵”——地月對話通訊天線；4隻敏銳的“眼睛”——頭頂的導航相機與前後方的避障相機；一隻靈巧的“胳膊”——負責鑽孔、研磨和採樣的機械臂……

　　魏然介紹，身披“黃金甲”，目的不是為好看，而是為了反射月球白晝的強光，降低晝夜溫差，同時阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射。所有這一切，都是為了支持和保護月球車的腹中“秘器”——紅外成像光譜儀、激光點陣器等10多套科學探測儀器。

　　“‘玉兔號’是一台長著輪子、能適應惡劣環境並開展科學探測的航天器，一個智慧化、低功耗、高集成的機器人，一位承載華夏兒女探月夢想的巡視者。”談起中國首輛月球車，航天科技集團公司宇航部部長趙小津如是説。

　　工藝很苛刻——

　　每個部件“錙銖必較”，全部實現“中國製造”，國産率達100%

　　“玉兔”的相貌超乎想象，建造之難也超乎想象。

　　從技術難度上來看，“玉兔號”堪稱我國史上最難造的“車輛”——因為每一個環節，差不多都是一項技術創新。

　　從製造工藝上來講，“玉兔號”堪稱我國史上最嚴苛的“車輛”——因為每一個部件都“錙銖必較”，超重5克以上要報總設計師批准。

　　從零起步，滿目空白。整整10年時間，一大批科研人員傾盡心血，完成了這個由移動、電源、熱控等8個分系統組成的“傑作”——能夠耐受月表真空、強輻射和高溫差等極端環境的月球車。

　　試舉一例，為了適應月球惡劣“路況”，“玉兔號”對“車輪”要求極高。僅此一項攻關，科研人員就絞盡腦汁。研製中，科研人員曾拿出四輪、六輪、八輪以及履帶式等幾十種方案。最終，“六輪獨立驅動，四輪獨立轉向”的方案，憑藉高可靠和低重量的完美結合一舉勝出。

　　中國探月工程總設計師吳偉仁説：“玉兔號”實現了全部“中國製造”，國産率達到100%。

　　本領很高強——

　　具備20度爬坡、20厘米越障能力，可耐受300攝氏度溫差

　　仰望夜空，明媚的月亮婀娜溫情。然而，月亮之上，卻沒有想象中的浪漫。無風、無雨、無空氣，而且冷熱劇變，這就是真實的月面環境。

　　“月球重力是地球的六分之一，表面土壤非常鬆軟，凹凸不平，有石塊、有隕石坑，還有陡峭的高坡。在這種環境中，月球車既不能打滑，更不能翻車。”全程參與研製的主任設計師肖傑説。

　　想要克服這些困難，“玉兔號”必須具備“眼觀六路、耳聽八方”“獨立思考、自主判斷”的本領。

　　肖傑介紹，“玉兔號”有4隻“眼睛”，分別是全景相機和導航相機。通過相機“觀察”周圍環境，對月面障礙進行感知和識別，然後對巡視的路徑進行規劃。遇到超過20度的斜坡、高於20厘米的石塊或直徑大於2米的撞擊坑，能夠自主判斷安全避讓。

　　月球車在月面“行走”風險重重，月壤細粒會大量揚起，形成月塵，一旦附著很難清除。月塵可能引起月球車很多故障，包括機械結構卡死、密封機構失效、光學系統靈敏度下降等。

　　在月表形貌綜合模擬試驗控制室，記者看到一片高低起伏的綿軟“沙子”。為模擬月球環境，科研人員特地從長白山運回與月球表面物質成分相近的火山灰，並通過鋼絲吊挂月球車，模擬微重力環境。

　　“我們試驗了幾千次，就是為了確認哪種車輪的構型更適應月球環境。”肖傑説，“‘玉兔號’在月面巡視時採取自主導航和地面遙控的組合模式，不僅可以自主前進、轉彎、後退，還可以原地打轉、橫向側擺，確保在危機四伏的月面上暢行無阻。”

　　此外，月球晝夜溫差非常大，白晝時溫度高達150攝氏度，黑夜時低至零下180攝氏度。為適應極端環境，“玉兔號”月球車利用導熱流體回路、隔熱組件、散熱面設計、電加熱器、同位素熱源，可耐受300攝氏度的溫差。

　　作息很規律——

　　日出而作，日入而息，一覺14天，白天需午休，壽命3個月

　　“休息，是為了更好地工作。”這句名言用在“玉兔號”身上，顯得非常貼切。

　　眾所週知，月球繞地球轉一圈需要28天多，月球自轉也是28天。這意味著，月球上的一晝夜相當於地球上的28天。

　　“古人把月亮稱為廣寒宮，一點都不假。月面夜間最低溫度可以降至零下180攝氏度，電子設備根本無法工作。”探月工程副總指揮、探月與航天工程中心主任李本正説，“更要命的是，月球上的一晚上相當於地球上的14天，可謂‘長夜漫漫真難熬’！”

　　為此，科研人員為“玉兔號”精心設計了休眠模式——14天工作，14天“睡覺”。

　　該“睡覺”的時候自動進入休眠狀態養精蓄銳，該“起床”的時候又能自動喚醒重新投入工作。這種“日出而作，日入而息”的規律作息，極大地增強了“玉兔號”適應月表惡劣環境的生存能力。

　　經歷極低溫度後，“月夜喚醒”是一個難題。科研人員為月球車設計了可伸縮的太陽能電池帆板，白天工作時展開，夜晚則收起來，將儀器設備包在裏面。這種“包裹式睡眠”，有助於保護各種儀器不被凍壞，確保月球車有剩餘電力“自主醒來”，重新展開太陽能電池帆板迎接陽光。

　　對於一些特別嬌嫩的設備，車內還專門準備了“暖寶”——核電池。資料顯示，核電池提供電能時間非常長，一個硬幣大小的核電池，就可以使用5000年。這項技術如能成功，將使我國成為繼美俄之後，世界上第三個將核動力應用於太空探測的國家。

　　“不僅氣溫低時要睡覺，氣溫高時也要小憩。”測控系統主任設計師張波介紹，“白天時，‘玉兔號’月球車的太陽能電池帆板還要調整角度，避免被陽光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進行‘午休’。”

　　張波告訴記者，“玉兔號”月球車設計壽命3個月，這意味著她要經歷3個月球白天和3個月球黑夜。所有的工作，要在月球時間的“上午”和“下午”完成。

　　工作很高效——

　　承擔數十項科學探測任務，“零距離”接觸38萬公里外神秘月亮

　　“著陸器通過反推發動機緩衝，在月面上徐徐降落，艙門打開，彈出斜梯。月球車緩緩舒展蜷縮的身體，調整好姿態，走出艙門，滑下斜梯，開始漫步月球……”中國科學院院士、探月工程高級顧問歐陽自遠，這樣描述“玉兔號”月球車登臨月球的場景。

　　“此前，‘玉兔號’月球車由著陸器背負，通過光學、微波等敏感器測量，在月球上空懸停、平移、避障，選擇最佳著陸點安全降落月球表面。”歐陽自遠説，“在這個過程中，著陸器將採取路徑優、燃料省、誤差小的模式實現安全著陸。”

　　歐陽自遠説，“玉兔號”月球車堪稱一款非常聰明的機器人，依靠自主導航，選路線、上下坡、避障礙，走走停停，邊走邊“看”，並把探測到的數據自動傳回地球，幫助人類更加直接、更加準確地了解38萬公里外神秘美麗的月亮。

　　據介紹，“玉兔號”月球車底部安裝了一台測月雷達，可發射雷達波探測二三十米厚的月球土壤結構，還可以對月球下面100米深的地方進行探測。“這是世界上其他國家從來沒有做過的事情。”歐陽自遠説。

　　“靜若處子，動若脫兔。”有限的時間，迫使“玉兔號”月球車高效工作——依靠各种先進設備，對月表進行三維光學成像、紅外光譜分析，開展月壤厚度和結構科學探測，對月表物質主要元素進行現場分析，等等。

　　“嫦娥”即將啟程奔月，祝福“玉兔”一路精彩！

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　　“玉兔號”月球車8個分系統——

　　“八仙過海，各顯神通”

　　“玉兔號”月球車由移動、導航控制、電源、熱控、結構與機構、綜合電子、測控數傳、有效載荷8個分系統組成，業內人士形象稱之為“八仙過海，各顯神通”。

　　★移動分系統：採用輪式、搖臂懸架方案，具備前進、後退、原地轉向、行進間轉向、20度爬坡、20厘米越障能力；

　　★導航控制分系統：攜帶有相機及大量傳感器，在得知周圍環境、自身姿態、位置等信息後，可通過地面或車內裝置，確定速度、規劃路徑、緊急避障、控制運動、監測安全；

　　★電源分系統：由兩個太陽電池陣、一組鋰離子電池組、休眠喚醒模塊、電源控制器組成，利用太陽能為車上儀器和設備提供電源；

　　★熱控分系統：利用導熱流體回路、隔熱組件、散熱面設計、電加熱器、同位素熱源，可使月球車工作時艙內溫度控制在+55℃～-20℃之間；

　　★結構與機構分系統：由結構和太陽翼機械部分、桅桿、機械臂構成，主要為各種儀器、設備、有效載荷提供工作平臺；

　　★綜合電子分系統：將中心計算機、驅動模塊、處理模塊等集中一體化，採用實時操作系統，實現遙測遙控、數據管理、導航控制、移動與機構的驅動控制等功能；

　　★測控數傳分系統：保證月球車與地球38.4萬公里的通信以及與著陸器之間的通信；

　　★有效載荷分系統：月球車配備的科學探測儀器，包括全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達、粒子激發X射線譜儀等。

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　　月球車史話

　　月球車，學名“月面巡視探測器”，是一種能夠在月球表面行駛並完成月球探測、考察、收集和分析樣品等複雜任務的專用車輛。

　　★世界首臺無人駕駛月球車

　　1970年11月17日，世界上第一台無人駕駛的月球車由前蘇聯發射的月球17號探測器送上月球。在月面“雨海”地區著陸後，它行駛了10.5公里，進行了10個半月的科學探測，考察了8萬平方米的月面，直至攜帶的能源耗盡，于1971年10月4日停止工作。

　　★世界首臺有人駕駛月球車

　　1971年7月31日，“阿波羅15號”登上月球“雨海”地區的第二天，宇航員斯科特和歐文進行了航天史上首次有人駕駛的月球車行駛。兩名宇航員駕駛4輪月球車，在崎嶇不平的月球表面行駛了27.9公里，收集了77公斤月岩樣品，之後返回登月艙。

　　★未來月球車發展趨勢

　　隨著科學技術不斷發展，人類重返月球的熱潮興起，新一代月球車也將出現。從今天人類的交通工具，可以想象未來月球車的模樣——單人乘坐的月球摩托，雙座多用途的月球車，客貨兩用的月球車，月球的拖挂車，月面軌道巴士，等等。乘坐不同的月球車，人類將實現漫遊月球的夢想。(記者張曉祺、柳剛 特約記者成子龍)