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揭秘嫦娥三號月球探測器:密封圈防月塵
作者:硬質合金生產商、供應商-廈門中鎢在線    文章來源:網絡轉載    更新時間:2013-12-26 18:13:24

揭秘嫦娥三號月球探測器:密封圈防月塵

     1215日,嫦娥三號月球探測器的著陸器和巡視器成功實現兩器分離和互拍,月球車“玉兔”即將開始在月球的科考生活。在荒涼的月球上,“玉兔”將面臨一系列困難。本報記者采訪有關專家,詳解“玉兔”將如何見招拆招。制導導航與控制分系統:讓“玉兔”看清、辨明、走正

在月球上巡視,“玉兔”首先要解決三個問題:“我在哪里?”“我要去哪里?”和“我怎樣去到那里?”解決了這三個問題,才能在陌生的月面上看得清、辨得明、走得正。這三個問題,都由制導導航與控制分系統回答。

 

    針對月面低重力、弱磁場、真空和輻射等環境,設計師最終確定了導航定姿定位方案,使巡視器擁有了辨明方向的能力,成為巡視器實現能源供應和對地通訊的根本。針對月塵、陰影、揚塵等問題,設計師們確定了由兩對相機組成的雙目立體視覺系統方案,并針對陰影情況,設計了新的設備,讓“玉兔”能看得清,看得遠,視野寬。至于“怎樣去到那里”,設計師們最終確定了六輪驅動和四輪轉向協調控制的控制方法:月球車的6個輪子可獨立驅動,其中4個角輪還具有轉向能力。既控制月球車6個輪子協調運動,還考慮了月面松軟月壤下的輪土接觸力學關系、減少滑移和側滑等現象,最終可使月球車沿規劃路線安全到達目標。

 

太陽翼:可重復展開,收攏后像“保溫毯”

 

    月球上的月晝持續約14天,溫度高達150攝氏度,月夜也持續約14天,溫度低至-180攝氏度。面對巨大溫差,“玉兔”將使用太陽翼來應對。月晝時,月球車在月面行駛并進行一些科學探測活動,這時就要求月球車的太陽電池翼展開對日定向提供動力,而在月午溫度較高期間,太陽翼能豎起并展開為月球車遮陽;月夜來臨,月球車停止行駛和工作進入睡眠狀態,其“腹腔”內的機電產品、設備完全暴露在極寒溫度下,這時候太陽電池翼能夠收攏,就猶如在“腹腔”上蓋了一條毯子,起到保溫的作用。據技術人員介紹,目前,國內航天器太陽翼的展開大都是采用同一展開方向、一次性連續展開的方案,而嫦娥三號月球車的太陽翼需要重復展開。月球車太陽翼的研制面臨多個難點:受月球車運載能力的限制,包含多個機構產品的太陽翼的重量必須不大于5.8千克;月面上還存在細小的月塵顆粒,侵入的月塵會加重活動機械表面的磨損,降低機構使用壽命,因此需要考慮月塵防護……最終確定了兩翼展開式設計方案,一邊的太陽翼為一次展開并鎖定在位置上,另一邊的太陽翼則可以重復展開。

 

密封圈:阻止月塵入侵

 

    小小的月塵,對月球車來說,卻是大大的威脅。月塵是月球表面粒徑小于1毫米的顆粒,別看它個兒小,破壞力卻很強,它吸附在太陽電池陣上就會導致輸出功率下降,吸附在月面巡視器表面就會導致熱控材料的散熱性能減弱,小小的防塵密封圈成為嫦娥三號在月球表面正常工作的必要保障。密封圈磨損將直接影響到月面巡視器的使用壽命。

對防止月塵的密封圈來說,普通的橡膠或者塑料無論是經歷-180攝氏度的低溫還是150攝氏度的高溫都會發生老化、變形。機械密封仿佛是比較好的選擇,但機械密封太重太奢侈,被設計師們一票否決。因此,還得從輕盈的塑料和橡膠入手。但確定密封圈的原材料及配方并不是一個簡單的過程,每一次新配比的材料都要經過多項測試和考驗,還需經過硬度、磨耗系數等數項測試。最后,設計師們找到了合適的材料,圓滿解決了防塵密封圈的選材問題。

休眠喚醒:日出而作,日落而息

 

    一個月夜長達14天,在這14天的月夜里,如果僅依靠蓄電池提供能量,就需要自帶很大的蓄電池,而探測器重量又是受限制的。面對這一難題,研制人員提出了“休眠喚醒”的概念。依靠休眠喚醒功能,著陸器和巡視器日出而作,日落而息,而不用為能源的問題擔憂。太陽緩緩升起,著陸器和巡視器便開始了忙碌的14天。著陸器在原地實施科學探測任務,巡視器則“東奔西走”開始探測。當月夜降臨,它們各自關掉所有用電設備,最后關掉儲能設備蓄電池組,便進入休眠狀態。漫長的月夜里,它們“不吃不喝”,保存“體力”,等待著月晝醒來。月晝來臨,

它們醒后再喚醒自己帶的“裝備”,開始一個新月晝的勘測。

  

硬質合金生產商、供應商:中鎢在線科技有限公司

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