“玉兔”上天前爬坡超700次

無論從探月工程角度，從中國航天整體發展來看，還是從世界深空探測角度看，嫦娥三號月面軟陸都具有里程碑意義。

——探月工程總指揮馬興瑞

陸區首先通訊得好，第二陽光要好，第三可以研究的科學問題多，第四比較平坦，第五其他國家還沒有去勘察過。虹灣區，是人類月球研究的空白。所以嫦娥三號在這裏的“每一步”都在創造歷史。

——探月工程高級顧問歐陽自遠院士

據新華社電 嫦娥三號順利登月后，“玉兔”脫離了嫦娥的懷抱，在月球上留下“中國印記”。作為我國首個月球車，“玉兔號”雖然個頭不大，但使命重大。“玉兔號”為什麼被設計成現在的模樣，又是怎麼被研製出來呢？記者採訪了中國航天科技集團的有關專家。

探月任務決定“玉兔”模樣

在探月任務“繞、落、回”三步走計劃中，月面巡視是第二步“落”任務中的關鍵一環，必須依靠月球車完成。經過10年艱苦攻關，我國研製成功首個月球車。“玉兔號”重約140千克，呈長方形盒狀，太陽翼收攏狀態下長1.5米，寬1米，高1.1米，有6個輪子，周身金光閃閃。

中國航天科技集團嫦娥三號探測器總指揮張廷新介紹：“玉兔號最終的樣子是由探月任務決定的。例如，月球車要承擔月面勘查的任務，科研人員就設計了多雙‘眼睛’，包括全景相機、導航相機、避障相機等；為了‘看’得更遠，就設計了桅桿，上面還安裝了與地面聯繫的通信天線；為了探測月壤成分，就在車上安裝了機械臂……”

據介紹，月球車由航天科技集團五院抓總研製，同時也集合了八院、中科院、中電集團等多家單位和多所高校的品與技術，是大協作與高科技的結晶。

航天科技集團嫦娥三號探測器副總設計師賈陽表示，“玉兔”是一輛六輪全驅的月球車，由9個分系統組成，具有小型化、低耗能、高整合等特點。“玉兔”是個高智能機器人，其綜合電子分系統相當於人的“大腦”，GNC系統相當於是“五官”，熱控起到調節“體溫”的作用，機械臂是“胳膊”，輪子是“腳”，結構與機構是“骨骼”。

考慮到月面環境的特殊性，研製人員在對美國、蘇聯月球車相關資料進行充分調研的基礎上，結合我國實際情況對巡視器進行了精心設計。經過多年研究，最終完成各種不同方案的優選，研製出原理樣機，並開展了各種複雜的測試。

耗時兩年覓得密封圈配方

乘坐阿波羅號登月的宇航員曾這樣描述月球：月亮上沒有風，月塵揚起后，會長時間懸浮在半空中落不下來。

月塵帶有靜電，容易吸附在巡視器表面或侵蝕巡視器的活動部件，因此防塵密封圈就變得格外重要。密封圈雖小，但研製人員足足花費兩年才找到合適的配方。他們對設計出來的每一種配方都進行了高溫壓縮永久變形測試、壓縮耐寒繫數測試、耐熱空氣老化測試等多項測試后，終於確定下來。由於月塵直徑不足1毫米，甚至只有幾微米，因此必須把密封圈的尺寸做到恰到好處，這對工藝與製作能力提出了苛刻的要求。

一個小小的密封圈折射出“玉兔號”的研製難度。賈陽介紹，研製人員對多項關鍵技術進行了突破，包括月面巡視技術、月夜生存技術、測控通信技術、綜合電子技術、月球探測科學及儀器技術等，每一項技術的攻克都是一次創新，也都讓技術人員煞費苦心。

在綜合電子分系統中，研製人員把數據管理、導航控制、機構控制、熱控管理、火工品管理等分屬在不同分系統中的控制做了最大化整合，集中於十幾塊電路板上，裝入一個盒子內，總重只有十幾千克。

中國航天科技集團811所副所長錢斌介紹，以往設計的太陽翼大多隻承擔為飛行器供電的任務，而“玉兔”的太陽翼卻有多種功能。由於“玉兔”在月球要經受極熱極寒的考驗。太陽翼除了在月晝時吸收太陽能，為月球車提供電能外，月夜時，它會重新合起來充當“被子”，為裝在“腹部”的儀器設備保溫；中午陽光太強烈、溫度太高時，它還能立起來，起到遮陽的作用。

“玉兔”有6條腿，可爬坡越障

登月后，“玉兔號”正式開展工作，月面巡視牽動人心。

“玉兔號”移動分系統由6個車輪、6個行進驅動機構、4個轉向驅動機構、左右搖臂懸架和差動機構等組成。移動分系統主任設計師肖傑介紹：“讓‘玉兔’平穩落月並不是一件容易的事，陸器一旦陸在崎嶇的高地，或是月塵厚度、鬆軟度不均勻的地方，月球車就會在同一平面內隨陸器傾斜。就算降落在平面上，釋放懸梯導軌的過程中，萬一‘玉兔’車輪滑動，后果同樣不堪設想。”

為提高穩定性，設計師們聯合攻關，從車輪的棘爪入手，提高控制的精度，確保導軌釋放過程中車輪零轉速，讓“玉兔號”穩穩停在導軌上。

為了保證月球車的行駛和越障能力，科研人員採取了主副搖臂加差動機構的懸架設計、六輪獨立行進驅動、四輪獨立轉向的構型方案，確保“玉兔”能爬坡，能越障。即使行進間某個輪子被卡住，其他獨立驅動的車輪也能幫助月球車擺脫陷阱，繼續工作。

據悉，“玉兔”上天之前，研製者做了大量的驗證試驗，僅移動分系統能力件模擬月壤場地極限能力試驗行駛里程就累計超過20公里，總爬坡次數超過700次，總越障次數700余次。

正是這一個個貌似枯燥的研製數據，一次次不厭其煩的模擬試驗，一個個不斷優化的設計方案……不斷提高“玉兔號”的安全繫數。“玉兔號”的巡月之旅剛剛開始，人們期待它有更加優異的表現。