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月球車“睡醒”首次亮相,探測器“睡覺”是為了什麽?

語宙

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探測器都要睡覺,你還在熬夜嗎?

“玉兔二號”自1月3日駛抵月球表面之後,“伸伸腰動動腿”完成了儀器開啟與初步測試之後,4日就找到了一個“舒服”的位置直接“睡了”,直到昨天0點才醒來,目前狀況良好。

今天上午,嫦娥四號著陸器拍攝的月面全景圖和我們見面,360°月球背面的風光一覽無余。

下午“嫦娥四號”還在央視開了直播,“睡醒”的月球車和著陸器互拍了照片。

這是嫦娥四號月球車睡醒後首次亮相,身為機器的探測器為什麽要“睡覺”呢?

避暑

這次玉兔二號“午休”就是因為中午的月面太熱了!

到時溫度會達到100℃以上,為了避免“中暑”,玉兔二號月球車需要進入“午休”:不再移動,隻保留部分工作,可以乘此機會充充電,畢竟這麽好的陽光不可辜負。

根據之前的測算,太陽光直射部分與陰影部分的月球車車輪溫差有約100℃,所以首先要盡可能降低直射陽光的熱量。

進入休眠後,太陽能帆板會調整方向,成為月球車的“太陽傘”,可以隔絕一定熱量來源;同時月球車外披的blingbling的衣服可以反射強光,也可以起到避免升溫的作用。除此之外,月球車體內還有“超級水冷系統”——可變熱導熱管、可控兩相流體回路等等,這樣就能把月球車的體溫控制在55℃以內。

月球表面溫差很大,白晝高溫能上100℃,夜晚低溫也會降至-100℃以下。這是因為月球沒有大氣和雲層,不能吸收和反射熱量導致月面高溫;而缺乏雲層的逆異塵餘生也不能為月面保溫。

不過也不用擔心月球車會凍壞,月球車內部有供熱系統,能保護儀器設備在低溫下不至於損壞。

度過長夜

玉兔號月球車也有同樣的經歷,2013年12月15日成功在月面著陸,同樣是第二天就因為高溫進入了“午休”,20日晚結束短暫“休眠”後,在25日凌晨又進入了第二次休眠,而這次並不是因為熱或冷,而是月夜來襲。

月球車的行動,主要靠車上的太陽能帆板和充電電池來提供電能,所以在長時間沒有接觸到日光的情況下,月球車就會失去動力,而月夜長達兩周,因此在月夜月球車會進入休眠模式。

嫦娥三號和嫦娥四號的著陸器和月球車都是太陽能電池板供電為主,區別是嫦娥三號輔助供電為放射性同位素熱電源(RHU),進入月夜只能保溫,沒有余力工作;而嫦娥四號著陸器和月球車這次都帶了同位素溫差發電機(RTG),所以著陸器在保溫之餘還能測量月壤溫度,而玉兔二號月球車能否工作還未可知,但應該會呆在原地。

嫦娥四號很快也要進入月夜休眠期了,四姐和二兔要裹緊被子哦。

抗過風沙

月球因沒有大氣,導致月面溫差巨大,給探測器帶來不小的困難;而擁有大氣的火星也給火星車帶來另外的危險,比如火星上的沙塵暴。

因為15年來最大的沙塵暴肆虐火星,遮天蔽日的境遇讓本來並非滿電的機遇號火星車雪上加霜,機遇號不得不停止工作進入休眠狀態來節省能源,以便在沙塵暴過後仍有電“續命”,但遺憾的是,在2018年6月10日之後地球再也沒能和它取得聯繫。

設計壽命90天的機遇號,已在火星上頑強地生活了15年,2007年它也曾遭遇過一次席卷火星全球的沙塵暴。兩周的時間裡機遇號停止一切不必要的活動,為了省電,後來甚至中斷了和地球的聯繫。慶幸的是,創造奇跡的機遇號那次挺了過來。

希望這次機遇號還能創造奇跡,機遇號醒來鴨。

省電省錢

在嫦娥四號著陸前大出風頭的新視野號,在幾天前也開始“小憩”,暫停了數據回傳,同樣也是10日恢復了數據傳輸。對於新視野號來說,“休眠”更是家常便飯了。

新視野號要前往遠離太陽的深空,無法像月球車、火星車那樣採用太陽能電池供電,因此新視野號採用核電池作為能源供應,正是嫦娥四號上那種核電池——同位素溫差發電機,利用放射性元素鈈238衰變過程釋放的熱量、為設備供電。

而路途漫漫,沒有太陽能補充,必須省著使用已有的能源。

在經過木星後,新視野號關閉了大部分設備,進入了休眠狀態。在接下來的日子裡,新視野號每周發一次信號“報平安”,每年“醒來”50天檢查身體,其余時間就是在深空中安靜地航行。這樣不僅能節省能源,而且讓地面控制中心大大降低了開支,因為不需要那麽多專業人員進行長期的監視和維護了。

而在飛掠柯伊伯帶天體“天涯海角”之前,新視野號也經歷過一次長達165天的休眠期。飛掠“天涯海角”後,新視野號可能需要20個月才能傳完飛掠時的數據,如果之後還能運行,新視野號還會繼續帶給我們驚喜。

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第 230 期

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