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中国探月二期工程“嫦娥三号”任务月球车简介
由 jssyxx52班祝铭辰 周四 九月 26, 2013 10:04 am
[/size] 2004年，我国探月工程得到国务院正式批准立项，分“绕、落、回”三期分步实施。
“嫦娥三号”任务作为二期工程的主任务，是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动，是探月工程“绕、落、回”三步走中承前启后的关键一步。
为实现月面软着陆，我国成功开发了新型航天平台——着陆探测器，采用了梁板复合式结构设计和可大范围伸缩的四腿式着陆缓冲机构，设计了自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。
着陆探测器搭载的“月面巡视探测器”，是在月球表面行驶并对月球进行考察、收集和分析样品的专用车辆，公众习惯称之为月球车。
“嫦娥三号”月球车原车设计质量140kg，由移动、结构与机构、导航控制、综合电子、电源、热控、测控数传和有效载荷共8个分系统组成，以太阳能为能源，能够耐受月表真空、强辐射、+150℃～-180℃极限温度等极端环境。
从月表的路况上看，月球重力是地球的1/6，月球表面的土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布。在这种情况下，月球车既不能打滑下陷，还要能爬坡越障。“嫦娥三号”月球车移动分系统，采用轮式、摇臂悬架方案，由车轮、摇臂和差动机构等组成，具备前进、后退、原地转向、行进间转向、20°爬坡、20cm越障的能力。
从地月距离上看，由于相距38.4万公里，通讯距离太远，月球车必须具备独立处理各种环境的能力。“嫦娥三号”月球车上导航控制分系统，携带有相机及大量传感器，在得知周围环境、自身姿态、位置等信息后，可以通过地面或车内装置，确定速度、规划路径、紧急避障、控制运动与监测安全，保证到达目的地。
从月球昼夜周期上看，月球上一天的时间相当于地球上的27天略多，因此，月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。“嫦娥三号”月球车电源分系统，由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成，利用太阳能为车上仪器和设备提供电源，不仅可以保证月球车白天连续工作相当于地球的14天，而且由于月夜无法通过光能发电，在月球车进入休眠状态后，过了14天还必须能够自动唤醒重新工作。
从月球昼夜温差上看，月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至－180℃，温差超过300℃，尤其是月面上的昼、夜时间差分别长达约14天，必须保证月球车在长时间极端温度条件下能够正常工作。“嫦娥三号”月球车热控分系统，利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源，可使月球车工作时的舱内温度控制在+55℃～-20℃之间。
此外，“嫦娥二号”月球车组成还有：结构与机构分系统，由结构和太阳翼机械部分、桅杆、机械臂构成，主要为各种仪器、设备、有效载荷提供工作平台；综合电子分系统：将中心计算机、驱动模块、处理模块等集中一体化，采用实时操作系统，实现遥测遥控、数据管理、导航控制、移动与机构的驱动控制等功能；测控数传分系统：保证月球车与地球38.4万公里的通信以及与着陆探测器之间通信；有效载荷分系统：主要是月球车配备的科学探测仪器，包括全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等。
当“嫦娥三号”完成发射、飞行到达月球时，着陆探测器采取不同制导方式，从距月面15公里处开始动力下降，经过主动减速、调整接近、悬停避障等飞行阶段，实现路径优、燃料省、误差小的安全着陆。
着陆探测器实现在月球表面软着陆后，首先由着陆器为月球车充电，对月球车进行初始化；之后，月球车与地面建立通信链路，控制连接解锁机构解锁，走上转移机构；在此之后，着陆探测器将控制转移机构运动到月面，月球车驶离转移机构，开始3个月的月面巡视勘察。
“嫦娥三号”着陆探测器释放分离月球车示意图
在月面巡视勘察过程中，它可以利用相机对周围环境进行感知，并将数据传回地面；地面控制中心利用环境数据和月球车状态信息进行建模、分析和规划，并对规划进行运动仿真和验证；把通过验证的控制指令再上传给月球车，月球车将执行控制指令，并自主完成近距离障碍识别和局部路径规划，利用携带的仪器进行科学探测；对于给出的任务计划，还可根据具体情况选择地面操作模式或者自主运行模式。
根据科学探测的需要，以上过程循环往复。依靠先进的设备，“嫦娥三号”月球车能够对巡视区月表进行三维光学成像，对月表进行红外光谱分析，开展月壤厚度和结构的科学探测，对月表物质主要元素进行现场分析，等等。它传回来的数据，将帮助我们更加准确、更加直接地了解那个神秘美丽的月亮。
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“嫦娥三号”任务作为二期工程的主任务，是我国航天器首次在地球以外天体实现软着陆和巡视探测活动，是探月工程“绕、落、回”三步走中承前启后的关键一步。
为实现月面软着陆，我国成功开发了新型航天平台——着陆探测器，采用了梁板复合式结构设计和可大范围伸缩的四腿式着陆缓冲机构，设计了自主式、高精度的分段减速悬停式无人着陆控制方案。
着陆探测器搭载的“月面巡视探测器”，是在月球表面行驶并对月球进行考察、收集和分析样品的专用车辆，公众习惯称之为月球车。
“嫦娥三号”月球车原车设计质量140kg，由移动、结构与机构、导航控制、综合电子、电源、热控、测控数传和有效载荷共8个分系统组成，以太阳能为能源，能够耐受月表真空、强辐射、+150℃～-180℃极限温度等极端环境。
从月表的路况上看，月球重力是地球的1/6，月球表面的土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布。在这种情况下，月球车既不能打滑下陷，还要能爬坡越障。“嫦娥三号”月球车移动分系统，采用轮式、摇臂悬架方案，由车轮、摇臂和差动机构等组成，具备前进、后退、原地转向、行进间转向、20°爬坡、20cm越障的能力。
从地月距离上看，由于相距38.4万公里，通讯距离太远，月球车必须具备独立处理各种环境的能力。“嫦娥三号”月球车上导航控制分系统，携带有相机及大量传感器，在得知周围环境、自身姿态、位置等信息后，可以通过地面或车内装置，确定速度、规划路径、紧急避障、控制运动与监测安全，保证到达目的地。
从月球昼夜周期上看，月球上一天的时间相当于地球上的27天略多，因此，月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。“嫦娥三号”月球车电源分系统，由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成，利用太阳能为车上仪器和设备提供电源，不仅可以保证月球车白天连续工作相当于地球的14天，而且由于月夜无法通过光能发电，在月球车进入休眠状态后，过了14天还必须能够自动唤醒重新工作。
从月球昼夜温差上看，月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至－180℃，温差超过300℃，尤其是月面上的昼、夜时间差分别长达约14天，必须保证月球车在长时间极端温度条件下能够正常工作。“嫦娥三号”月球车热控分系统，利用导热流体回路、隔热组件、散热面设计、电加热器、同位素热源，可使月球车工作时的舱内温度控制在+55℃～-20℃之间。
此外，“嫦娥二号”月球车组成还有：结构与机构分系统，由结构和太阳翼机械部分、桅杆、机械臂构成，主要为各种仪器、设备、有效载荷提供工作平台；综合电子分系统：将中心计算机、驱动模块、处理模块等集中一体化，采用实时操作系统，实现遥测遥控、数据管理、导航控制、移动与机构的驱动控制等功能；测控数传分系统：保证月球车与地球38.4万公里的通信以及与着陆探测器之间通信；有效载荷分系统：主要是月球车配备的科学探测仪器，包括全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等。
当“嫦娥三号”完成发射、飞行到达月球时，着陆探测器采取不同制导方式，从距月面15公里处开始动力下降，经过主动减速、调整接近、悬停避障等飞行阶段，实现路径优、燃料省、误差小的安全着陆。
着陆探测器实现在月球表面软着陆后，首先由着陆器为月球车充电，对月球车进行初始化；之后，月球车与地面建立通信链路，控制连接解锁机构解锁，走上转移机构；在此之后，着陆探测器将控制转移机构运动到月面，月球车驶离转移机构，开始3个月的月面巡视勘察。
“嫦娥三号”着陆探测器释放分离月球车示意图
在月面巡视勘察过程中，它可以利用相机对周围环境进行感知，并将数据传回地面；地面控制中心利用环境数据和月球车状态信息进行建模、分析和规划，并对规划进行运动仿真和验证；把通过验证的控制指令再上传给月球车，月球车将执行控制指令，并自主完成近距离障碍识别和局部路径规划，利用携带的仪器进行科学探测；对于给出的任务计划，还可根据具体情况选择地面操作模式或者自主运行模式。
根据科学探测的需要，以上过程循环往复。依靠先进的设备，“嫦娥三号”月球车能够对巡视区月表进行三维光学成像，对月表进行红外光谱分析，开展月壤厚度和结构的科学探测，对月表物质主要元素进行现场分析，等等。它传回来的数据，将帮助我们更加准确、更加直接地了解那个神秘美丽的月亮。
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