【嫦娥落月】之揭秘
  落月後,“嫦娥”和“玉兔”怎麼聯繫?專家介紹,科研人員為它們建立了UHF頻段通信鏈路,有些類似陸地上的“WIFI”。
  “嫦娥”還將做此前歷次探月尚未做過的事情——白天在月亮上看星星。此外,“玉兔”將按照月球節奏,工作半個月休息半個月。
  京華時報記者商西梅天一綜合央視、央廣網報道
  京華時報製圖何將
  □工作揭秘
  1
  兩器互拍以觀測各自狀態
  為何要進行“嫦娥”“玉兔”間的互拍?航天專家龐之浩表示,之所以要這麼做,是通過互拍向全世界表明中國的兩個月球探測器確實踏踏實實在月面著陸,並且工作了。
  探月工程總設計師吳偉仁稱,兩器互拍有很多重要的意義,除了證明探測器確實在月面著陸外,還要觀測自身的狀態,“很多航天器和衛星發射了以後自己看不到自己,我們之前發射了一個伴星就是為了看天宮一號,因為自己有很多狀態需要確認。”
  吳偉仁稱,一般航天器身上的相機看不到自己的全景,這時就需要從其他角度對其進行拍攝。比如會出現的情況是月球上的塵土會不會落在探測器上的相機上,“這些我們並不清楚,所以需要另一個相機對應拍攝。”吳偉仁說。
  2
  全景相機3米內能拍米粒
  為實現更好的拍攝效果,肩負重任的地形地貌相機和全景相機都能拍彩照。“嫦娥”上的月球地形地貌相機只有620克重,但這個小相機拍攝距離是5米到無窮遠,拍攝速度可達到每秒10張,還可以拍攝動態圖像,所拍視頻的效果和監控攝像頭差不多。
  “玉兔”攜帶的相機叫全景相機,是一對兒,相當於兩隻眼睛,安裝在巡視器桅桿上,可360度旋轉和90度俯仰拍攝周邊圖像。
  全景相機的拍攝範圍是3米到無窮遠,可謂“眼裡不容沙子”,3米之內有個小米粒都逃不過它的眼睛。但全景相機並不是通過一張照片就把著陸器完全拍下來,而是要拍幾十上百張圖片,再拼接出整個著陸器的外形來。
  3
  6輪搖臂車更易調整重心
  什麼是搖臂?航天專家龐之浩介紹,月球車在遇到地形不平的情況下通過搖臂能夠調整重心。那為什麼用滾輪行駛,而不是履帶或其他形式?為什麼是6個輪子?龐之浩解釋說,這樣相對科學高效。
  龐之浩介紹,玉兔號月球車的輪子是網狀的,一邊行駛一邊可以把沙子漏掉,如果遇到坡,小坡可以爬過去,大坡要繞著走。履帶雖然爬坡能力比較強,但也比較沉,運載火箭的壓力就會比較大,發射成本也更高。
  龐之浩還提到,蘇聯的月球車是8個輪子,美國的載人月球車是4個輪子,現在六個輪子的比較多,因為遇到障礙或路面不平時,如果兩個輪子懸空還能保障行走。
  4
  兩器之間“WIFI”聯繫
  落月後,“嫦娥”和“玉兔”之間怎麼聯繫?除了通過地面“打長途”,科研人員還為二者之間建立了UHF頻段通信鏈路,有些類似陸地上的“WIFI”。
  嫦娥三號探測器系統總設計師孫澤洲介紹,通俗講,這是兩器之間的無線鏈路,通過無線電進行數據傳輸,而且是單向的,由“玉兔”把數據傳給“嫦娥”。這是中國首次在地外天體錶面開展器間通信,UHF接收機主要功能是接收並解調巡視器向著陸器發送的遙測數據及科學探測數據,這也是中國第一臺月面無線通信接收設備。
  因為月球錶面大量的月塵對信號傳輸會有干擾,因此UHF頻段發射出的信號極強,能穿透浮塵直達月面。
  5
  緩慢移動防止揚起月塵
  乘坐阿波羅號登月的宇航員曾這樣描述月球:月亮上沒有風,月塵揚起後,會長時間懸浮在半空中落不下來。
  月塵帶有靜電,容易吸附在巡視器錶面或侵蝕巡視器的活動部件,因此防塵密封圈就變得格外重要。由於月塵直徑不足1毫米,甚至只有幾微米,因此必須把密封圈的尺寸做到恰到好處。研製人員足足花費兩年才找到合適的配方,他們對設計出來的每一種配方都進行了高溫壓縮永久變形測試、壓縮耐寒繫數測試、耐熱空氣老化測試等多項測試後,終於確定下來。
  航天專家稱,做設計的時候就對月塵有所考慮,之所以讓探測器緩慢的移動,就是怕月塵揚起較高的高度。同時,探測器和著陸器上的相機高度都比較高,也可以有效防護相機被月塵所遮蓋。
  6
  “嫦娥”將白天看星星
  嫦娥三號將做一件此前歷次探月尚未做過的事情,那就是在月亮上看星星。著陸器攜帶的紫外月基光學望遠鏡,將承擔月基光學天文觀測的科學任務,這是人類首次實現依托地外天體平臺開展自主天文觀測。
  西安光機所月基光學望遠鏡副指揮楊建峰介紹,在地球上看星星必須在夜深人靜、雜散光很少的時候,但在月球上由於夜間無光、無電,設備基本都處於休眠狀態,因此必須在白天看星星。而白天太陽照射光線強烈,星星看上去比較弱,但月基光學望遠鏡剋服了這一環境。
  月基光學望遠鏡副主任設計師阮萍介紹,這架望遠鏡重達10多公斤,可實現對同一目標的長期連續觀測,也可掃視深空,實現對不同天區的觀測。
  在月亮上看星星有什麼優勢呢?阮萍介紹,一是月球自轉比地球緩慢,自轉一周需要27天多,長時間自轉就可實現對一個目標長達300多小時的持續跟蹤,可以得到更多的數據;二是月球錶面沒有大氣干擾,月基光學望遠鏡在近紫外波段工作,地球上無法實現次波段的深空觀測。
  7
  兩器上國旗為特殊材質
  據嫦娥三號官方微博介紹,嫦娥三號攜帶的中國國旗可不簡單,需要用特殊材質,才能保證高低溫都不會壞掉,而且還不能做得很大。
  著陸器和月球車身體上都印著一幅五星紅旗,當月球車駛上月面後,將行駛到著陸器周圍多個不同位置,月球車用全景相機,進行互拍,這也是五星紅旗第一次出現在地球以外的天體上。
  有報道稱兩器互拍時,將拍下對方身上的五星紅旗。對此專家澄清說:首次互拍只有著陸器可以拍到“玉兔”身上的國旗,而著陸器的國旗貼在另一面,要待月球車環繞180°後,才能到達著陸器正南方,拍下另一面國旗的圖像。
  □網絡對話
  “玉兔”每月工作半個月
  昨天,中國科學院地球化學研究所研究員劉建忠在嫦娥三號官方微博上解答網友提出的各種問題,解答嫦娥“三姑娘”和“玉兔”月球車的工作計劃和工作狀態。
  網友:嫦娥三號會從月球錶面拍攝我們美麗的地球嗎?
  劉建忠:如果條件合適的話,應該會拍攝。
  網友:月球不是半個月黑夜半個月白天嗎?玉兔號就只能休息半個月工作半個月嗎?
  劉建忠:是這樣的,休息半個月,工作半個月。
  網友:為什麼嫦娥三號和玉兔號探測器帶的是相機?為什麼不帶攝像機上去呢?
  劉建忠:攜帶的相機有照相和攝像兩種模式,到需要的時機會通過地面指令切換其工作模式。
  網友:玉兔號會採集月壤進行研究嗎?
  劉建忠:確切地說,玉兔號將對月球錶面的土壤和岩石進行研究。主要包括兩個方面內容,第一就是要對它的物質成分進行探測,利用玉兔號所攜帶的紅外成像光譜儀和粒子激發X射線譜儀來完成;第二就是要對它的結構進行探測,利用測月雷達來完成。
  網友:這次我們會採月球的土壤返回麽?
  劉建忠:這次不會進行採樣返回,採樣返回是探月工程三期的任務。  (原標題:嫦娥玉兔“WIFI”聯繫)
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