月球车“睡醒”首次亮相,探测器“睡觉”是为了什么?

语宙

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探测器都要睡觉,你还在熬夜吗?

“玉兔二号”自1月3日驶抵月球表面之后,“伸伸腰动动腿”完成了仪器开启与初步测试之后,4日就找到了一个“舒服”的位置直接“睡了”,直到昨天0点才醒来,目前状况良好。

今天上午,嫦娥四号着陆器拍摄的月面全景图和我们见面,360°月球背面的风光一览无余。

下午“嫦娥四号”还在央视开了直播,“睡醒”的月球车和着陆器互拍了照片。

(互拍的高清大图在下面)

这是嫦娥四号月球车睡醒后首次亮相,身为机器的探测器为什么要“睡觉”呢?

避暑

这次玉兔二号“午休”就是因为中午的月面太热了!

到时温度会达到100℃以上,为了避免“中暑”,玉兔二号月球车需要进入“午休”:不再移动,只保留部分工作,可以乘此机会充充电,毕竟这么好的阳光不可辜负。

嫦娥四号着陆器为月球车拍摄的照片

根据之前的测算,太阳光直射部分与阴影部分的月球车车轮温差有约100℃,所以首先要尽可能降低直射阳光的热量。

进入休眠后,太阳能帆板会调整方向,成为月球车的“太阳伞”,可以隔绝一定热量来源;同时月球车外披的blingbling的衣服可以反射强光,也可以起到避免升温的作用。除此之外,月球车体内还有“超级水冷系统”——可变热导热管、可控两相流体回路等等,这样就能把月球车的体温控制在55℃以内。

月球表面温差很大,白昼高温能上100℃,夜晚低温也会降至-100℃以下。这是因为月球没有大气和云层,不能吸收和反射热量导致月面高温;而缺乏云层的逆辐射也不能为月面保温。

不过也不用担心月球车会冻坏,月球车内部有供热系统,能保护仪器设备在低温下不至于损坏。

度过长夜

玉兔号月球车也有同样的经历,2013年12月15日成功在月面着陆,同样是第二天就因为高温进入了“午休”,20日晚结束短暂“休眠”后,在25日凌晨又进入了第二次休眠,而这次并不是因为热或冷,而是月夜来袭。

月球车的行动,主要靠车上的太阳能帆板和充电电池来提供电能,所以在长时间没有接触到日光的情况下,月球车就会失去动力,而月夜长达两周,因此在月夜月球车会进入休眠模式。

二兔为四姐拍摄的照片

嫦娥三号和嫦娥四号的着陆器和月球车都是太阳能电池板供电为主,区别是嫦娥三号辅助供电为放射性同位素热电源(RHU),进入月夜只能保温,没有余力工作;而嫦娥四号着陆器和月球车这次都带了同位素温差发电机(RTG),所以着陆器在保温之余还能测量月壤温度,而玉兔二号月球车能否工作还未可知,但应该会呆在原地。

嫦娥四号很快也要进入月夜休眠期了,四姐和二兔要裹紧被子哦。

抗过风沙

月球因没有大气,导致月面温差巨大,给探测器带来不小的困难;而拥有大气的火星也给火星车带来另外的危险,比如火星上的沙尘暴。

因为15年来最大的沙尘暴肆虐火星,遮天蔽日的境遇让本来并非满电的机遇号火星车雪上加霜,机遇号不得不停止工作进入休眠状态来节省能源,以便在沙尘暴过后仍有电“续命”,但遗憾的是,在2018年6月10日之后地球再也没能和它取得联系。

设计寿命90天的机遇号,已在火星上顽强地生活了15年,2007年它也曾遭遇过一次席卷火星全球的沙尘暴。两周的时间里机遇号停止一切不必要的活动,为了省电,后来甚至中断了和地球的联系。庆幸的是,创造奇迹的机遇号那次挺了过来。

希望这次机遇号还能创造奇迹,机遇号醒来鸭。

省电省钱

在嫦娥四号着陆前大出风头的新视野号,在几天前也开始“小憩”,暂停了数据回传,同样也是10日恢复了数据传输。对于新视野号来说,“休眠”更是家常便饭了。

新视野号要前往远离太阳的深空,无法像月球车、火星车那样采用太阳能电池供电,因此新视野号采用核电池作为能源供应,正是嫦娥四号上那种核电池——同位素温差发电机,利用放射性元素钚238衰变过程释放的热量、为设备供电。

而路途漫漫,没有太阳能补充,必须省着使用已有的能源。

在经过木星后,新视野号关闭了大部分设备,进入了休眠状态。在接下来的日子里,新视野号每周发一次信号“报平安”,每年“醒来”50天检查身体,其余时间就是在深空中安静地航行。这样不仅能节省能源,而且让地面控制中心大大降低了开支,因为不需要那么多专业人员进行长期的监视和维护了。

而在飞掠柯伊伯带天体“天涯海角”之前,新视野号也经历过一次长达165天的休眠期。飞掠“天涯海角”后,新视野号可能需要20个月才能传完飞掠时的数据,如果之后还能运行,新视野号还会继续带给我们惊喜。

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第 230 期

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