朗讀世界第一張月球背面全景圖來了！「午休」結束的玉兔二號開工啦第世界第一張月球背面全景圖來了！「午休」結束的玉兔二號開工啦

知識就是力量雜誌
圖文/柯譜（空間探測首席傳播專家）
據國家航天局訊息，截至1月11日8時，嫦娥四號著陸器、「玉兔二號」巡視器和「鵲橋」中繼星狀態穩定，各項工作按計劃實施。 著陸器上配置的地形地貌相機完成了環拍，科研人員根據「鵲橋」中繼星傳回的資料，製作了清晰的環拍影像圖。 科研人員根據降落相機拍攝的影像圖，完成了著陸點周圍月面地形地貌的初步分析。 
嫦娥四號著陸器地形地貌相機環拍全景圖（方位投影）
（圖片來源/央視新聞）
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嫦娥四號著陸器地形地貌相機環拍全景圖（圓柱投影）（圖片來源/央視新聞）
1月10日，「玉兔二號」結束「午休」被成功喚醒，繼續展開對月球背面的巡視探測。 
1月3日，我國嫦娥四號月球探測器實現了人類探測器首次在月球背面軟著陸。 此後，其中的玉兔二號月球車先後與著陸器分離，與「鵲橋」中繼星成功建立獨立數傳鏈路，完成了環境感知、路徑規劃，並按計劃在月面行走到達A點，開展科學探測，成為世界第一輛在月球背面執行的月球車。 
由嫦娥四號著陸器地形地貌相機拍攝的玉兔二號在A點的影像圖
月球車又叫「月面巡視探測器」，對月球進行探測十分重要。 至今為止，全球共發射、執行過7輛月球車。 今天，我們就來看看這些美麗的「月球使者」。 
多樣的月球使者
月球車是進行月球表面探測的重要工具之一，區別於地球上的車輛，很多月球車不用輪子或履帶。 月球車的分類方式有很多，常用的有兩類：探測方式和走行方式。 
按照探測方式，月球車一般分為兩類：一類是無人駕駛的月球車。 它由輪式底盤和一些其它裝置組成，並載有多種科學探測儀器，用太陽能電池、蓄電池和核電池聯合供電，靠地面遙控指令或自主控制在月面進行巡視探測，蘇聯在20世紀70年代發射的月球車一號、二號和我國的玉兔一號、二號月球車就屬於這類，它們主要用於在月面進行巡視探測。 
另一類是有人駕駛的月球車。 它主要作為航天員在月面活動的交通工具，用於擴大航天員的活動範圍和減少航天員的體力消耗，並隨時存放航天員收集的岩石和土壤標本，美國阿波羅十五號、十六號、十七號載人登月飛船的航天員曾使用這種類似高爾夫車的月球車在月面活動。 
阿波羅15號航天員詹姆斯·歐文（James Irwin）準備駕駛歷史上第一輛載人月球車
按走行方式，月球車可分為輪式、腿式、蛇式、輪腿式、跳躍式、履帶式、滑撬式、氣囊式、履帶輪式和螺旋滾筒式等多種型別。 不過，目前已使用的月球車都採用輪式，並又分為4輪式、6輪式和8輪式等幾種。 
適應月球環境要求高
無人月球車是一種在月面進行巡視探測的行走裝置。 它需適應月球環境，攜帶科學探測儀器在月面進行巡視探測，並把探測資料傳送回地球。 因此，無人月球車實際上就是一種能夠在月球移動並完成探測任務的機器人。 為了適應月球的艱難環境，對月球車的要求很高。 
在技術上，月球車要能適應月球輻射強、低重力（月球重力是地球的1/6，月壤很鬆軟，行進效率會降低）、路況複雜（月面崎嶇不平，月球車的輪子既不能打滑，也不能翻車，並可前進、後退、轉彎、爬坡、取物、取樣和翻轉）、溫差很大（月球的1天溫度相差大約310℃）等不利條件，並具有自主工作能力（達到初級人工智慧，例如，識別、爬越或繞過障礙物等）。 
同樣道理，由於月球環境比地球惡劣的多，所以載人月球車也比在載人地球車要求高許多，而且一般只使用化學電池。 在美國小布希總統執政期間，美國為了重返月球，曾實施星座計劃，為此研製了密封式月球車，即航天員在該車內可以不穿登月服，但隨著星座計劃的取消，這種月球車也不了了之了。 
國外專家還提出過不少載人月球車的方案，例如，月球摩托車、火箭單座車、月球拖掛車、月球軌道巴士、中型月球探險車、客貨兩用月球車、雙座多用途高效能小型月球車等，但都沒有投入實用。 
美國測試一款擁有全新電池系統的小型月球車，原計劃於在2020年重返月球中投入使用
中美蘇月球車大不同
我國是世界上第三個發射月球車的國家，在此之前世界上僅有蘇聯和美國共發射過 5 輛月球車。 因此，算上我國的「玉兔號」和「玉兔二號」，目前世界上共發射執行過7輛月球車。 雖同為探月裝置，但中美蘇三國的月球車可各有各的「滿點技能」！
蘇聯月球車：拍照測試很忙活
1970年11月10日和1973年1月8日，蘇聯先後用質子號運載火箭發射了月球十七號和二十一號月球探測器。 月球十七號在月球正面的雨海軟著陸，月球二十一號在月球正面的默尼環形山軟著陸。 
蘇聯無人月球探測車側面
月球十七號和二十一號月球探測器分別攜帶的月球車一號、二號基本相同，都裝有8個輪子，長為2.13米，軸距為1.70米，車輪直徑為0.51米，寬度為0.20米，車輪動力範圍為0.1米，行駛速度為1～2千米/小時，電源採用太陽電池陣列+蓄電池，在月夜期間，透過釙-210放射性同位元素加熱器保溫。 
其不同之處是：月球車一號的質量為756千克，裝有2副天線、4臺攝像機、月壤探測器、X射線光譜儀、X射線望遠鏡、宇宙射線探測器和雷射裝置等科學儀器，在月面行駛了10.5千米，工作了10個月；月球車二號的質量為840千克，裝有3臺攝像機、月壤探測器、太陽X射線實驗儀器、天體光度測量計、磁力計、輻射計等科學儀器，在月面行駛了37千米，工作了4個月。 
蘇聯月球車1號離開著陸器進行巡視探測示意圖
美國月球車：太空人的代步車
1971年7月～1972年12月，美國先後發射了阿波羅十五號、十六號和十七號載人登月飛船，它們各自裝有一輛摺疊式載人月球車，並且基本相同，均可在月面低重力、真空環境中行駛，從而擴大了航天員的艙外活動範圍。 
每輛「阿波羅」月球車質量約210千克，長3米，軸距2.3米，高1.1米，有4個輪子，電源採用銀鋅氫氧化鉀一次性電池，行駛速度為10～12千米/小時。 車上裝有2個並排的可摺疊座位，車前端桅杆上裝有大型網狀碟型天線。 航天員透過位於兩個座位之間的T形手動控制器來控制漫遊車。 
其最高時速可達16千米，航天員坐在裡面駕駛著它在月球表面巡遊，以車代步，爬越障礙，翻越溝壑，對山脈、峽谷和火山口進行了考察，並把激動人心的彩色影像傳回地面。 
中國月球車：玉兔二號更輕盈自主可靠
2013年12月2日、2018年12月8日，我國先後用長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心成功了發射嫦娥三號、四號月球探測器。 嫦娥三號在月球正面的虹灣區軟著陸，嫦娥四號在月球背面的艾特肯盆地軟著陸。 
我國玉兔號月球車工作實景
嫦娥三號、四號月球探測器分別攜帶的玉兔號和玉兔二號月球車，在外形、重量等方面基本一樣，但因為著陸環境和科學目標不太一樣，所以在功能和有效載荷方面有些改變。 
玉兔號月球車結構圖
玉兔號和玉兔二號都用於在月面巡視考察、收集和分析樣品。 它們均長1.5米，寬1米，高1.1米，設計壽命為3個月，採用6輪主副搖臂懸架的移動構形，可6輪獨立驅動，4輪獨立轉向，具有爬20°坡、越20釐米高障礙的自主越障和避障，移動速度最快為200米/小時。 
與玉兔號相比，玉兔二號更輕盈、更自主、更健壯、更可靠。 例如：玉兔號科學探測儀器的基礎上，玉兔二號增加了瑞典的中性原子探測儀，去掉了粒子激發X射線譜儀，因此也就不需要機器臂了，從而輕了2千克。 玉兔號重137千克，玉兔二號車135千克，是世界探月史上最輕的月球車。 
玉兔二號使用的篩網輪
與同類的蘇聯無人月球探測車相比，中國無人月球探測車的特點明顯，小而精。 比如，蘇聯月球車一號、二號質量分別為756千克、840千克，而嫦娥三號、四號月球車質量分別為137千克、135千克；每輛蘇聯月球車有8個輪子，而每輛中國月球車有6個輪子；蘇聯月球車與中國月球車裝的儀器、執行地點也不同，其中玉兔號上裝的測月雷達是在世界月球探測器上首次使用，玉兔二號則是世界首個執行在月球背面的月球車。 
未來月球車執行方式更多樣
月球車可採用腿式、輪式、跳躍式、翻滾式和履帶式等，其中輪式具有運動速度快的優點，效率最高，所以全球已發射的7個月球巡視探測器都為輪式，但輪式越野效能不太強，適應能力最差。 而腿式月球巡視探測器的適應能力最強，但其效率最低。 隨著月球車逐漸採用6輪搖臂—轉向架式懸掛系統底盤結構，使輪式月球車的越野能力大大增強，能與腿式月球機器人相媲美。 
現在，結合腿式和輪式月球車各自的優點，一些國家已開始研製輪腿式月球車。 它融合了腿式的地形適應能力和輪式高速高效的優點，作業範圍大，同時具有優越的越障避障能力，對複雜月球表面環境適應性強，但缺點是結構與控制複雜。 跳躍式、翻滾式和履帶式探測器可適應更復雜的地形。 2018年9月21日，日本隼鳥2號就把兩臺跳躍式著陸探測器投放到龍宮小行星上。 此技術也可移植到月球車上。 
未來的月球車將朝著在月面工作更長的時間、行駛更長的距離、適應更復雜的環境等方面發展，並具有質量和尺寸最小化、有效地利用和傳輸能源、機動能力更強、航天員安全更高、應用範圍更廣、成本更低等特點。 為此，需採用模組化設計和國際合作，以滿足多種需求。 
相信在不遠的將來，我們將會看到更加先進的月球車在月球表面縱橫馳騁，為人類的探月事業再立新功！

《世界第一張月球背面全景圖來了！「午休」結束的玉兔二號開工啦》完，請繼續朗讀精采文章。
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