揭秘
美國宇航員從月球返回後曾說：人類探索月球遇到的首要麻煩問題就是月塵環境。月球表面覆蓋的月壤中約95%的顆粒小至“毫米級”，如何讓月球車在行進時不揚起這些灰塵，影響敏感部件的工作？研究人員可下瞭一番功夫。
月球車如何克服“揚塵”
在地球模擬月球“揚塵”
十來天後，“玉兔”號月球車就將在月球開始巡視探測之旅。不過月球表面覆蓋瞭一層厚度不等的月壤，約95%的顆粒屬毫米級，月球車在月面上行走會不會造成揚塵，是否影響工作？這是一個令人擔心的問題。如此微小的塵埃，很容易飄浮起來，如果蒙在月球車的相機鏡頭上，就等於罩住瞭“眼睛”，如果進入一些敏感儀器，可能影響工作效率，甚至導致故障。
為解決這一難題，中國航天科技集團公司總環部花瞭3年多時間進行技術攻關，在地面模擬月球的月塵環境，觀察月球車的行走過程，這項技術也填補瞭國內空白。
項目組首先發明瞭擬月塵制備裝置，生產出成分、密度、顆粒分佈以及顆粒幾何形狀上近似於真實月塵的顆粒。
光有毫米級的顆粒可不行，還要把這些顆粒均勻淋撒在試驗器件上，要求每平方米20克，相當於把半勺鹽均勻撒在一平米的地方，這事挺難。為此科研人員設計瞭模擬月塵淋撒裝置，能在一平米均勻淋撒0.1克的模擬月塵。
嫦娥三號上的雷達天線、望遠鏡、相機等5件有效載荷部件全部參與瞭月塵環境摸底試驗，今後還將持續進行嫦娥五號除塵試驗的技術攻關。
為模擬月球環境，項目組與真空技術專傢一起，在有大量毫米級模擬月塵的綜合環境中制造真空環境，為試驗提供真空載塵的研究條件。
科研人員在這個環境下分別研究瞭無花紋、直花紋、斜花紋等仿真車輪的揚塵試驗，記錄下三種花紋車輪的臨界起塵點，車輪轉速與起塵高度，揚塵顆粒的速度、尺寸范圍、運動軌跡和范圍等試驗數據。
研究發現，空氣狀態下的揚塵現象受氣流擾動影響極大，與真空狀態下的試驗規律完全不同，為月面巡視探測及未來載人巡視器車輪揚塵問題提供瞭重要參考和依據。
北京航天飛行控制中心內的“玉兔”號月球車1∶1模型。新華社發
嫦娥三號如何平安落月
變推力發動機保落月安全
在月球表面能否實現軟著陸，是嫦娥三號任務關鍵中的關鍵。落月過程發動機推力變化很大，而傳統發動機無法實現推力的變化，無法勝任。
為讓嫦娥三號著陸過程更加自如，中國航天科技集團公司六院研究設計出7500N變推力發動機，這是中國首臺具備大范圍變推力工作能力的液體發動機。
人類常見的地面著陸，有滑翔、降落傘、旋翼等不同方式，但落月是在真空狀態下的軟著陸，不能利用空氣摩擦實現減速。
嫦娥三號落月過程中，能否落得穩，落得準，可以說由7500N變推力發動機說瞭算。在這個過程中發動機多種推力工況要“快速變化”，時而“鉚足馬力”，時而“輕手輕腳”，時而又“凝神靜思”。
7500N發動機首次“亮相”，就承擔動力系統接力“最後一棒”的重任。在距離月面15公裡到2公裡高度，嫦娥三號要完成主減速和姿態調整；在2公裡到100米的高度要緩慢下降，隨時懸停，識別並避開大的月面障礙；在100米到4米高度，要開始避開小的月面障礙，緩慢下降到4米後實施軟著陸。
對於變推力發動機，最困難的是如何在大范圍變推力情況下組織起高效燃燒和可靠冷卻。7500N發動機推力室噴管采用特殊合金材料，外塗高溫抗氧化劑塗層，壁身最薄處僅毫米級，全身無縫連接。
如果把發動機比作“心臟”，一根根導管就是輸送“養分”的血管，要為嫦娥三號“服務”，所有導管至少要通過“三檢五審”，“優等生”方能放行。首先要經過清洗、酸洗、內窺鏡“腸道”檢查，內外焊縫甚至還要接受X光拍片“透視”探傷。
如何保障“天地”聯通
“順風耳”可測控4億公裡
記者從中國電子科技集團公司第三十九研究所獲悉，由該研究所研發的中國最大口徑66米大口徑深空測控天線（人稱順風耳）首次正式參加“探月工程”任務，目前正和其餘5套大型天線以及30多套測控通信天線共同構築一套精準的測控保障系統，確保“嫦娥”探月的“天地”聯通。
據介紹，嫦娥三號探月工程的最大亮點和難點是“落月”和月球車巡視勘察，需要極為精確的測量控制。66米大口徑深空測控天線是專門為“嫦娥”任務研發的，在太空中的測控距離最遠可達4億公裡，是目前國際上深空探測可達到的最遠距離。
專傢認為，這套大型測控天線首次引入超導技術與深度制冷技術，在零下270℃的低溫環境下，仍可正常接收來自太空的測控信號，這是我國在該技術領域首次獲得重大突破。
目前，“順風耳”的相關技術人員已在各站點進行任務保障工作，分佈在上海、喀什、昆明、佳木斯、烏魯木齊等地的5套大口徑天線形成一個嚴密的監控網絡，對嫦娥三號進行全方位精確測控。
如何為嫦娥三號指路
深空之眼口徑3000公裡
昨天11時06分，亞洲最大的65米口徑射電望遠鏡——“天馬望遠鏡”開始正式捕捉嫦娥三號。“天馬望遠鏡”可以觀測到百億光年外的天體。
中國科學院上海天文臺臺長、嫦娥三號VLBI測軌分系統總指揮洪曉瑜表示，接下來的3個月時間裡，位於上海的“天馬望遠鏡”將與北京密雲、雲南昆明、新疆烏魯木齊等5臺望遠鏡合作，為“嫦娥”探月測軌、著陸器落月以及“玉兔”號月球車定位進行精密測量。
VLBI（甚長基線幹涉測量）是當今天文觀測領域分辨能力最高的一種手段。雖然單個射電望遠鏡的口徑最多不超過100米，但是，當單個射電望遠鏡與東西南北不同方位的同類望遠鏡聯網，其口徑將相當於各方位望遠鏡間的地理跨度。因此，當上海等幾座城市的射電望遠鏡“聯手”，就會形成一個口徑達3000多公裡的“深空之眼”，其測量精度和測量分辨率等效於一臺“巨無霸”望遠鏡。
“深空之眼”如何為嫦娥“引路”？洪曉瑜介紹，射電望遠鏡可以通過接收來自嫦娥三號發射的射電信號，精準測量她的方位角並構建“天體參考架”，再結合USB測距、測速數據處理結果，大幅提高嫦娥“落月”探測的定軌精度，為“玉兔”號月球車的勘察定位“保駕護航”。
Orignal From: “玉兔”行走如何不揚塵？專傢花3年攻關
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