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月球車:一種高科技產(chǎn)品
月球車作為人類史上最高科技的車輛,雖然每個型號看起來都顯得簡陋不堪,實際上它代表著一個國家綜合實力,沒有深厚的技術(shù)實力是沒辦法設(shè)計建造的,那么設(shè)計一輛月球車有哪些困難呢?
月球車
首先就是月球車本身重量和尺寸限制
月球車作為從地球運用火箭發(fā)射到月球的車輛,它本身有一個最大的問題就是重量和尺寸被嚴格限制,每一千克的重量都要“斤斤計較”,每一寸長度都要嚴格設(shè)計,否則過大尺寸的月球車無法裝入探測器,過大的重量也會消耗火箭本身的燃料,擠占其他設(shè)備的空間。
馮布勞恩駕駛實驗型月球車
就目前人類使用的月球車,不管是有人的還是無人的,重量基本都在幾百千克,要想在幾百千克的重量里實現(xiàn)車輛的機動,有充足的能力來源,還要有攝像設(shè)備、電子通信設(shè)備、車輛本身的操控設(shè)備和減震設(shè)備等,這已經(jīng)是“強人所難”了,如果是有人駕駛型號,還要考慮到宇航員的重量。
在這一系列的設(shè)備中,對于普通百姓來說或許還不夠直觀,那么換一個思路,一輛普通電瓶車的電瓶重量約為30千克。對于月球車而言,它需要支持的設(shè)備太多,對電量的消耗肯定比電瓶車要大得多。好在月球光照時間比地球長得多,通過攜帶太陽能電池可以有效地降低對電池組的依賴,但仍要考慮漫長的月夜如何保存電量以便重啟設(shè)備。
載人月球車
在尺寸的設(shè)計上,月球車也大量的采用了折疊設(shè)計,例如通信天線是折疊的,探測設(shè)備也是可折疊或者收縮的。
月球車的工作環(huán)境惡劣
雖然月球上沒有地球上的風(fēng)暴等惡劣天氣,但是月球車面臨的問題卻更多。
月球上因為引力更小,加上數(shù)億年的隕石撞擊,月球的表面是一層松軟的塵埃,月球車在月球表面行駛時,就像是在沙漠中行駛一樣,同時月球表面同樣存在石塊、大小的隕石坑等。這種環(huán)境下,尺寸小巧的月球車不能像地球上的越野車等可以大方的布置車體結(jié)構(gòu)。
月球車獨特的輪子
宇宙輻射和巨大的溫差,它們是對月球車的另一個大破壞。因為沒有大氣層的保護,月球上的宇宙輻射和太空中沒有區(qū)別,這些輻射對車輛的電子設(shè)備是一大破壞,能損壞或者削弱其使用壽命。
月球上的溫差同樣致命,白天最高溫度大約150°,夜晚最低溫大約-180°,因此我們可以看到衛(wèi)星、月球車大多都有一層鋁箔結(jié)構(gòu),它們反射陽光,保護內(nèi)部的零部件。也正是這樣的溫差,導(dǎo)致月球車無法使用橡膠輪胎,所以我們看到的輪胎要么是一些特殊材料制作,要么就是籠式的金屬結(jié)構(gòu)。
月兔二號
其他問題
除了上述問題,研究制造月球車的困難還不止如此,例如車輛尺寸小,就涉及到微電子技術(shù),面對復(fù)雜的工作環(huán)境,月球車也需要考慮人工智能的技術(shù),這樣才能更好的駕駛車輛,防止側(cè)翻等情況。
車輛保持輕便的結(jié)構(gòu),使用的金屬材料就不同于常規(guī)材料,對它的加工、焊接等工藝要求更高,制造更復(fù)雜。
月球飆車
還有一個詞語叫“冷焊”,這個冷焊是指在太空真空的環(huán)境下,兩片金屬相互長時間緊壓,會因為沒有物質(zhì)阻擋,當(dāng)原子之間的距...
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