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嫦娥三号探测器将采用核动力推进 技术不逊美国
　　这是嫦娥三号月球探测器，包括着陆器和巡视器，是我国研制的首次在外天体实施软着陆的航天器。新华社发(资料图片)
　　我国嫦娥三号月球探测器发射在即，为了能够在月球上过夜；嫦娥三号需要长时间经受严寒带来的极大挑战。为了突破这一难关，我国嫦娥三号，将携带核能电池(是一种核动力装置)飞天。如能成功，就将使我国成为继美俄之后，成为世界上第三个将核动力应用于太空探测的国家。
　　那么，什么是核能电池？其作用是什么？世界上，对核电池研究、使用情况如何？我国嫦娥三号月球探测器，为什么需要安装核电池？
　　核能不仅是核裂变产生的，核衰变也产生核能
　　提起核能、核动力，人们也许马上连想起核电站、核潜艇；马上与核反应堆等“大家伙”联系在一起。其实这是一种误解。
　　目前广泛采用核动力是利用可控核裂变反应来获取能量，从而得到动力，热量和电能。利用可控核裂变反应来获取能量的原理是：当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机，直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。核能每年为人类提供所需能量的7%，或所需电能中的15.7%。
　　但是核能、核动力不仅是靠核反应堆进行的核裂变反应产生能量这一种。核衰变反应也能放出的能量。核电池就是基于核衰变反应做成的。核衰变反应远不如裂变那么剧烈(不加控制的裂变就是核爆炸)，释放能量也远不如裂变那么巨大。但衰变释放的能量也不容忽视。如钚238衰变时，表面温度可以达到五六百摄氏度，足以让钚金属块呈现出炽热的红色。
　　在日本福岛核事故中，抢险人员之所以要迅速重建被破坏的堆芯冷却系统，就是为了导出核燃料衰变产生的热量。否则，高温会熔解金属保护壳，导致严重核泄漏。
　　什么是核电池
　　核电池(又称原子能电池或放射性同位素发电装置)是指那些使用放射性同位素衰变时产生的能量转化为电力的装置。核电池也叫同位素电池。(注：同位素是指有相同质子数，不同中子数的原子。如氕与氘互为同位素。核素是指具有一定质子数的原子，是一种具体的原子，如氕或氘就是核素。同一元素的不同核素互为同位素。)
　　同理，同位素电池，就是利用同位素材料衰变过程中产生的能量放出的热量，进行热电转化。其装置名称RTG(Radioisotope Thermoelectric Generator)是“放射性同位素热电发电机”这个词的缩写。
　　核电池是通过半导体换能器，将b238、238(放射性同位素)衰变过程中，释放出射线(放出载能粒子α、β和γ粒子射线)的热能，转变为电能。目前，核电池已成功地用作航天器的电源。(还用于医学心脏起搏器和一些特殊的军事用途方面)。日，美国发射的好奇号火星车，顺利抵达火星，其所用的核电池寿命长达14年。
　　核电池的类型和属性
　　按提供的电压的高低，核电池可分为高压型(几百至几千V)和低压型(几十mV―1V 左右)两类；按能量转换机制，它可分为九类之多(直接转换式和间接转换式。更具体地讲，包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等)。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代，由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点，而且其能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影响，因此，它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。
　　据了解，当放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子，如果正确利用的话，能够产生电流。核电池有其稳定程度。通常不稳定(即具有放射性)的原子核会发生衰变现象，在放射出粒子及能量后可变得较为稳定。核电池正是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理所制成的，此前已经有核电池应用于军事或者航空航天领域，但是电池体积往往很大。 过去在电池的研发过程中面临的重大难关之一，就是为了提高性能，电池大小往往比产品本身还大。
　　由美国密苏里大学计算机工程系教授权载完(音译)率领的研究组曾成功为“核电池”瘦身，所研发出的“核电池”体积小但电力强。他们做出的核电池大小只是略大于1美分硬币(直径1.95厘米，厚1.55毫米)，但其输出能量远比一般化学电池为高，发出的电力高达普通化学电池的100万倍。
　　核电池的另一诱人之处是，核电池比起一般电池有很长的寿命，提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能达到5000年。在不久的将来，只需要一个硬币大小的核电池，就可以让你的手机不充电使用5000年。
　　在航天领域，在航天器上，核能往往就是以这种种“微型电池化”的方式被利用的。尤其在外太空行星探测领域中，由于空间探测器远离太阳，难以利用太阳能电池的能量，必须采用核电源。所以，核动力卫星在外行星探测中占据重要位置。
　　美国航天器使用核电池的历史
　　从上世纪中叶起，美国在 “先驱者”10号、11号探测器，“旅行者”1号、2号探测器，木星和土星探测器中，都使用了同位素温差发电器作为电源。就是因为采用核电源，美国“旅行者1号”行星探测器，才创造了世界卫星远航史上的辉煌纪录。目前它是离地球最远(飞行约近200亿公里)和飞行速度最快的人造卫星。它用了36年的时间，飞行到了太阳系的边缘。
　　以钚238放射性同位素作热源的同位素温差发电器，曾用于美国“子午仪”号导航卫星(低轨道导航卫星系列。又称海军导航卫星系统，英文缩写为NNSS。主要功用是：为核潜艇和各类海面舰船等提供高精度断续的二维定位，用于海上石油勘探和海洋调查定位、陆地用户定位和大地测量等。从1960年4月到80年代初共发射30多颗。美国在1964年4月发射“子午仪”号导航卫星时，因发射失败卫星所携带的放射性同位素源被烧毁，钚238散布在大气层中并扩散至全球。后来改用特种石墨作同位素源外壳，以防烧毁。)、“林肯”号试验卫星(早在1965年，美国林肯号试验卫星上便使用钚 238放射性同位素作热源的同位素温差发电器)和“雨云”号卫星(是美国第二代试验气象卫星系列。从1964年8月到1978年10月共发射了7颗。雨云号卫星的任务是试验新的气象观测仪器和探测方法。美国在1965年发射的一颗军用卫星中，用反应堆温差发电器作为电源。但由于电源调节器出现故障仅工作43天。1968年5月“雨云”号气象卫星发射失败时，核电源落入圣巴巴拉海峡，后被打捞上来。)。
　　前苏联航天器使用核电池的情况
　　另据了解，前苏联在年期间，共发射了24颗核动力卫星，都属于海洋监视卫星。卫星带有以浓缩铀235为燃料的热离子反应堆，核能功率为5～10千瓦。不过核动力并不是用来驱动卫星，只是利用放射性元素衰变时放出的热量，通过热电偶产生电能给卫星上的设备供电。这些核动力卫星，多在200多公里的低轨道上工作，完成任务后核反应堆舱段与卫星体分离，并将小型火箭推到大约1000公里的轨道，可运行600年。
　　日，苏联“宇宙”954号核动力卫星发生故障，核反应堆舱段未能升高而自然陨落，未燃尽的带有放射性的卫星碎片散落在加拿大境内，造成严重污染。1983年1月“宇宙”1402号核动力卫星发生类似故障，核反应堆舱段在南大西洋上空再入大气层时完全烧毁。
　　随着后来美苏太空竞赛的冷却，人类探索深空的脚步放缓。由于在近地轨道，核电池的性价比不及太阳能电池，此外，目前全球钚238主要产自俄罗斯，燃料来源的局限也拖累了核电池的发展、应用。
　　美国第一辆采用核动力驱动的火星车
　　但是，近年来，由于深空探测在航天大国的发展，核电池使用见多。比如美国宇航局的好奇(Curiosity)号火星探测器(“火星科学实验室”)，它是一个受地面遥控的，有汽车大小的美国第四个火星探测器，也是人类建造的第一辆采用核动力驱动的火星车。美国“好奇号”火星探测器上，就搭载了六轮自重900千克的火星车，而火星车核动力装置。是一个重约45公斤，含4.8千克的钚-238，发电功率140瓦的核电池，至少可以保证对“好奇号”进行14年的核能系统。在这里，核能是以 “微型化”的方式被利用的。
　　登陆火星的“好奇号”探测器，此刻正在遥远的红色土地上进行探测。对“非专业航天爱好者”来说，要从外形上区分“好奇号”和它的前辈、比如“勇气号”“机遇号”，其实远比想象来得简单：“好奇号”身上，那对早已被视为太空飞行器标志的“翅膀”：太阳能电池翼片消失了。收起惯常的“翅膀”，正是为了飞得更远。而且，随着人类不断走向深空，航天器对核能的依赖也会越来越大。
　　中国在自主研发的核电池上迈出大步
　　月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。由于月球自转和公转都是28天，所以“月球夜”会长达14天(月球日即白昼也有14天)。由于月球昼夜要半个月交替一次，温差高达300℃，那里是零下150度到180度，太冷了，月球车上的所有的仪器全部要冻坏。普通电池无法应对。现在所使用的各种高级的蓄电池，什么锂电池、氢电池，各种各样的电池对我们来说都没有用。长时间经受极大温差对我国月球探测器是个极大挑战。迫使我们一定要想出新的办法，于是我们国家自己研制了原子能的电池，欧阳自远院士说，我国的月球车实际上在同时使用太阳能和核能作为能源。黑暗中的月面，温度骤降到零下100多摄氏度，为防止车载仪器被冻坏，休眠中的月球车就得靠核电池的能量来保温，并维持与地面的通讯。而一旦新一个白昼来临，太阳能电池就能重新驱动月球车工作。
　　中国第一块放射性同位素电池于日诞生于中科院上海原子核所，以钋210为燃料，输出电功率为1.4瓦，热功率35.5瓦，并进行了模拟太空应用的地面试验。随着我国核电站数量的增加，由乏燃料后处理提取的镎237原料的逐渐积累，为后来开发钚238电池，提供了物质基础。
　　据欧阳自远院士介绍，近年来，我国在自主研发的核电池上迈出了大步。我国月球车搭载的核电池，是由中国原子能科学研究院牵头研发的。
　　从中国原子能科学研究院该院官方网站上，可以得知，从2004年开始，该院正式启动航天用同位素电池的研发；到2006年，研制出我国第一颗钚238同位素电池；2008年通过了专家组的鉴定。这颗电池的研制成功，填补了我国长期以来在该研究领域的空白，标志着我国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。
　　核电池的用武之地不仅仅局限于太空。在高山、深海、南北极乃至人体中到处可以找到它的影踪。心脏起搏器用的核电池重量仅40克，体积很小，寿命可达十年。病人免除了经常做开胸手术的痛苦。在极地、海岛、高山、沙漠、深海等条件恶劣、交通不便的地方都是RTG的大显身手之地。自动无人气象站、浮标和灯塔、地震观察站、飞机导航信标、微波通讯中继站、海底电缆中继站等都可以使用免维护、长寿命的RTG供电。
　　据原子能院的官网文章介绍，第一颗“国产”同位素电池的各项指标均超过了预期要求，研制全过程安全无误，功率为百毫瓦级。这将保证中国首次将核能用于航天器。据悉，为了保证着陆器的能源供应，嫦娥三号就是使用了这种原子能电池(RTG同位素电池)。
　　我国首次实用核电池将随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上。这种原子能电池可以连续工作30年。有了它，再不怕月球晚上温度骤降到零下150度到180度。完全可以确保探测器上仪器不至于被冻坏。为防止车载仪器被冻坏，夜间休眠中的月球车可以靠核电池放出来的热量保温。而一旦新一个白昼来临，太阳能电池就能替代核电池，重新驱动月球车工作。
　　对嫦娥三号来说，核电池中的钚金属块238它相当于一个热源。这一热源对将在月球环境下生存的嫦娥三号的保温作用是至关重要的。其释放出的热量及经过温差热电转换器的转换形成的电流，充分满足了嫦娥三号的能量需求。它的能力虽不足以让火箭升空，却可以用于小规模供电，支持嫦娥三号所带月球车低速移动；支持嫦娥三号所带设备正常工作；支持嫦娥三号与地球之间的通讯。
　　嫦娥三号比起好奇号，并不逊色
　　嫦娥三号比起好奇号，并不逊色！主要是从下面几点比较：
　　第一、嫦娥三号与好奇号都采用的核动力，虽然不知道好奇号是直接采用核动力转变成动能还是怎么的，但嫦娥三号采用的核动力电池，是目前核动力小型化的最高的成果。对比好奇号绝对不会逊色，而且嫦娥三号比好奇号体积小，动力装置可能也会更小。核能装置的对比无非就是看小型化程度。
　　第二、好奇号要能对抗登陆火星瞬间产生的高温，但嫦娥三号却要对抗月球表面几百摄氏度的温差。相比，嫦娥更了不起。对抗高温，对所有发射火箭的国家都面临这个问题。而且好奇号登陆火星时承受的温度相对不算高，飞船返回地球的温度比登陆火星时高的多。嫦娥却是非常了不起，对抗温差300摄氏度，对抗低温零下一百多摄氏度，这是中国的首创。
　　第三、嫦娥三号与好奇号降落方式都是软着陆，都是采用火箭发动机反推。这里不得不说美国对好奇号的机构设计更好，因为好奇号更重一些，而且火星的引力更大一些。不过这是反推火箭的问题。而且火箭的推力大小并不是大不了的问题，我们也能做的出来。
　　第四、是登陆星球不同，其实登陆月球和登陆火星的难度差别不大，对火箭的大小要求不高。只要达到第二宇宙速度，挣脱地球的束缚，然后关闭发动机，同时保持匀速飞行，都会实现。其实，达到第二宇宙速度的火箭中国早就有了。至于降落地点，对于好奇号、嫦娥三号来说，都是预先选好的，在火星还是在月球降落区别不大，都是地面人为遥控(我们已经有了自己的深空站、网。)。距离也不是问题了(嫦娥二号飞行距离已超过了去火星的路程)。
　　第五、据欧阳自远院士说，无论是美国的“好奇号”，还是中国的月球车，核电池中使用的燃料都是钚238。钚238的半衰期有80多年。这个时间足够长，使钚238能够支撑电池持续工作几十年。
　　虽然“国产”同位素电池的功率与“好奇号”电池的140瓦左右的功率还有距离，但只要研发成功第一颗国产同位素电池，就突破了同位素发电的主要技术难点。今后，如果要做大功率的，只需相应地增加核燃料钚238的使用量。
　　所以，嫦娥三号比起好奇号，应该不逊色！
　　核动力卫星用的核电源有两类
　　核动力卫星是使用核电源的人造卫星。由于核电源工作寿命长，性能可靠，能提供较大的功率。所以它与太阳电池电源相比，适应环境能力强；由于在卫星外部没有伸展开的大面积太阳电池翼，在低轨道飞行时大气阻力较小。在空间战中使用核电源能提高卫星的生存能力。所以，核电源适用于某些军用卫星和行星探测器。但是由于卫星坠毁时会对大气和地球造成污染，所以核电源的使用受到安全上的限制。
　　卫星用的核电源有两类：放射性同位素温差发电器和核反应堆电源。前者功率较小，为几十至几百瓦；后者功率较大，可达数千瓦至数十千瓦。据悉我国正在研制，并准备发射装载空间反应堆的核动力卫星。可能于2015年左右完成核动力卫星的地面试验，2020年，这种卫星的设计方案可基本确定，2025年中国将发射首颗由空间核反应堆提供动力的卫星，并进行在轨试验。
　　我国航天器采用核电池意义重大
　　在我国未来的深空探测计划中，比如火星、金星探测中，核电池会发挥越来越大的作用。，核电池意义更是重大。在深空中，飞船能依靠的只有太阳能与核能。而且，随着飞船距离太阳越来越远，所受阳光照射越是微弱，太阳能电池板的发电能力就越低，就更需要应用核电源。以保证飞行器的能量供应
　　核电池不仅不受光照影响，而且对其他恶劣的外部环境，比如真空、极冷、极热、宇宙辐射等均不理会；核电池让飞行器对恶劣环境基本起到“免疫”作用。
　　此外核电源寿命长(工作时间长)，性能可靠，能提供较大的功率。优点很多，应用前景广阔。
　　事实上，将于今年12月初，随“嫦娥三号”登月的我国首辆装载核动力装置的月球车如能顺利运行，将标志我国成为继美俄之后，第三个实现将核动力应用于太空探测的国家。(文/天津航天科普工作者
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嫦娥三号卫星有哪几部分组成
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　选择与以往不同区域着陆；月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合，将获得比以前更有意义的探测成果；在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度（1～30米）和月壳岩石结构（1～3千米）；首次在软着陆地点利用数据转发器精确测定地月间距离，进行月球动力学研究；首次开展日地空间和太阳系外天体的月基甚低频射电干涉观测，进行太阳射电爆发与空间粒子流、光千米波辐射、日冕物质抛射行星低频噪声和太阳系外天体的甚低频观测研究；首次在月球上采用极紫外相机观测太阳活动和地磁扰动对地球空间等离子层极紫外辐射的影响，研究该等离子层在空间天气过程中的作用；首次进行月基光学天文观测，研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核。新型火箭　　中国内地目前长征系列火箭，使用的推进剂均为剧毒的偏二甲肼/四氧化二氮燃料。近期中国国内试车成功了120吨液氧煤油发动机和50吨液氢液氧发动机，其中120吨发动机用于助推模块，50吨为箭身模块。这两种发动机按照使用的火箭燃料来看是无毒无污染的，如果计划顺利，长征五号将采用这种模块化技术设计。这种大推力火箭，将用于大吨位物体运输。长征五号已在研制，由于新火箭直径太大，火车、汽车均无法运输，只能走水路运到海南文昌发射场。欧阳自远说：“待探月工程的三期任务完成后，就可以证明我们中国人既可以到达月球、降落月球，还可以在上面进行科学探测，干完活儿后还可以安全返回，这时我们就可以送人上月球了。”探月卫星　　与“嫦娥一号”的探月轨道不同，将来“嫦娥三号”卫星将不再采取多次变轨的方式，而是直接飞往月球。“嫦娥三号”要携带探测器在月球着陆，实现月面巡视、月夜生存等重大突破，开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动。根据中国探月工程三步走的规划，中国将在2013年左右实现月球软着陆探测自动巡视勘查。月球车　　中国多所高校及科研所已研制出10多个月球车样本，将分别为月球车最终定型提供技术支持。他说，月球车的名字叫“中华牌”。国产月球车通过轮子“行走”，轮子上面是一个“箱子”，两侧分别有两扇能活动的太阳能板，中间有一个“桅杆”，上面有它的“眼睛”———相机。此外，还有一个机械臂，能做简单的探测活动。国产月球车整体构成相当于一个100公斤的“公交车”，搭载20公斤的仪器在工作。月球车能在月面方圆3公里的范围内行走10公里，还能绕过障碍，这样的活动将被看作是中国第一次在月球留下“足迹”。[1]　　“嫦娥三号”各项关键技术已突破，月球车将在月面巡游，着陆器则定点守候。月球车将在月探测90天，抓取月壤放到车内分析，得到的有关数据直接传回地球。月球车巡游的范围可达到5平方公里，着陆器拍摄月球车巡游的图像也能传回到地面。　　被誉为“嫦娥之父”的中国探月工程首席科学家欧阳自远近日透露，“嫦娥三号”将在世界上首次“窥探”月球内部。“嫦娥三号”上携带的月球车，底部被安装了雷达装置，可以探测到距离月球表面几百米的深处，“边走边切，行走中探测月球内部结构。”　　欧阳自远透露，“嫦娥三号”将同时携带着陆器和月球车“奔月”，两者搭配一起工作，“这在世界上还是首次”。　　北京交通大学机械系副主任姚燕安教授说，各国研究的月球车，有轮式、足式、轮腿复合式、履带式。目前已经登月的月球车均采用轮式。姚燕安说，轮式月球车最可靠，技术最成熟。titlename　　在研制中，履带式月球车较早被排除，因为月球上像沙子样的月壤颗粒对履带磨损非常厉害。相对而言，履带不如轮子技术成熟。另外，球形“月球车”在操控上不能精确定位转向，控制位置难度更大，也被排除。　　也有专家说，在月球车的研制中，模拟月球环境很关键。月球的重力只有地球的六分之一，月壤更松软。如何让月球车不失稳定性、不陷下去，都需要特殊的环境进行实验。该专家告诉记者，国内已有研究机构，在地球上模拟出六分之一重力下的土壤环境。　　不仅在设计月球车时会遇到困难，在发射时，航天部门也会对月球车提出严格要求。比如，火箭的运载成本很高，空间有限，这样就要求月球车不能过大过重，要根据火箭的承载能力和空间进行设计。　　现在学界也有人研究可折叠月球车。姚燕安说，在火箭里月球车团成团儿，到达月球后自动展开。这样既省空间，又能保障性能。有专家告诉本报记者，着陆舱着陆后会像花瓣样散开，月球车从里面驶出来。　　排险　　月球重力较轻，月壤较为松软，温差跨度较大，国产月球车如何避免在这样的环境下翻车、被卡或者变形？　　车轮结构克服翻车　　月球重力只有地球的六分之一，表面月壤松软，这要求设计月球车时要避免沉降和翻车。专家姚燕安说，为此，月球车轮上花纹经过特殊处理。　　有专家说，因为月球上低重力，月球车更容易颠覆，所以设计时要保证不管遇到什么障碍都要让车轮和月面接触，这样不容易翻车。专家称，月球车遇到难以攀爬的障碍时会选择绕行，这样很少会翻车。　　被卡时前腿抬起自救　　目前月球上可以预知的障碍有斜坡、台阶、壕沟、松软路面等。姚燕安说，面对这些障碍，现在的月球车一般都是轮腿复合式，在腿前脚的部位安装轮子，类似哪吒脚踩的风火轮。遇坡时，月球车可抬腿爬行，最高爬坡30度，如遇特别艰难地段可绕行。　　去年4月，美国勇气号火星车被卡在火星上，月球车也面临被卡危险。如果被卡，月球车也会自救。姚燕安表示，比如轮子前后左右转一转，把“前腿”抬起，会试着走出来。　　当然，除了被卡，专家们也为月球车准备了多套自救措施。姚燕安介绍，假如掉到沟里，轮腿复合式系统就可能伸开，试着爬上来。　　新型材料要耐巨大温差　　公开资料显示，月球车受到辐射加热，极限温度可达150℃。未受光部位，温度则为零下130℃─零下160℃，月球夜间可达零下180℃，有些地区甚至达零下200℃。　　专家说，温差很大易造成材料变形，所以月球车材料要做到“同性不冷焊，异性不裂断”。　　专家解释说，同种材料，在真空高低温下，可能会“冷焊”粘在一起，而合金材料不同物质会分离造成断裂。所以，在选择材料时，必须避免这些情况。专家预计，中国所用材料，可能会选择更新的优质材料。承担任务编辑本段　　2012年国防科技工业工作会发布消息称，中国探月工程二期嫦娥三号任务目前已经圆满完成月球着陆器的悬停避障及缓速下降试验，月球巡视器的综合测试及内、外场试验等各项验证性试验，技术方案得到验证，该工程研制取得重大进展。“嫦娥三号”任务是中国探月工程二期的关键任务，将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空测控通信与遥操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术，实现中国首次对地外天体的直接探测。　“嫦娥三号”将携带中国的第一台月球车于2013年奔月，也就是说，国产月球车将是下一阶段探月工程的亮点之一。技术创新编辑本段　　中科院院士、中国绕月工程首席科学家欧阳自远透露，计划于2013年发射的“嫦娥三号”卫星将实现软着陆、无人探测及月夜生存等技术创新。月夜生存　　月球晚上的温度是零下180℃，而且一天黑就是半个月，如果不能持续提供能源，保证一定温度，所有的仪器都会冻坏，唯一能满足这种要求的是原子能电池，可连续工作30年，这项技术中国已经攻克。软着陆　　软着陆是踏上另一个星球进行实地科学探测的第一步，是所有探测活动中最为重要的环节。目前，软着陆方式分为降落伞式，缓冲气垫式和火箭反推式三类。欧阳自远介绍，在月球表面降落从某种程度上说比在火星降落要难的多。月球上由于它没有大气，是真空状态，所以降落伞是不能用的，气垫也没办法，它外面是真空，气垫它会极度的膨胀的很快，唯一的一个选择就是整个的降落的过程完全用着陆器底下的发动机往反方向在底下往上推，减少着陆器的下降速度。而这种软着陆方式对于发动机控制技术，月球着陆器的姿态控制技术都提出了很高的要求。嫦娥三号在月表着陆主要分为探测器接近月面、软着陆发动机点火、着陆撞击直至稳定三个阶段。大概一直下降到100米高度的时候我们要悬停，就停在那儿了。嫦娥三号的着陆器确实有很好的功能，有智能，它对月球表面就看得很清楚了，它来选择自己挪动一点位置，看到底下是特别特别平缓的地方，它就会决定在这个地方下降，完全可以控制。软着陆就进行到了第二个阶段。处主发动机外，软着陆发动机降开始工作。控制人员就在它下降的过程当中发动机反推，这个当然都算好了，用多大的能量，发动机点火多少时间，慢慢慢慢让它降下来，最后到达距月面4米高的地方，那就是比一层楼高一点吧，把所有的发动机关掉。再开的话，月面上的尘埃、灰尘都会把它吹起来，这样的话要影响以后的工作，也影响安全，所以到了4米高的时候让它的速度达到零，然后把所有的发动机关掉，4米高就让它自己掉下来，就是自由落体了，当然能确保着陆器上所携带的东西以及月球车能够完整的，完好的，安全的降落在月球表面。　　目前，嫦娥三号月球着陆器的悬停避障、缓速下降、分阶段软着陆等多项关键试验已经圆满完整，整套技术方案也得到了验证。月球车高度智能化　　“嫦娥三号”最大的特点是携带有一部“中华牌”月球车，实现月球表面探测。欧阳自远表示，从“嫦娥三号”卫星着陆器中走出的月球车，将是我国自行研制的具有最高智能的机器人，它可以实现自我导航、避障、选择路线、选择探测地点、选择探测仪器等，在它上面还安装了一台雷达，可以边走边探测月球内部的结构变化，此外着陆器上搭载了七套设备，包括一套天文望远镜，这在世界上尚属首次。另外，“嫦娥三号”还将克服温度在零下180℃环境下的月夜长期生存难题。　　中国探月工程计划为“绕”、“落”、“回”三步，待实现“落”月任务后，探月工程三期工程将最终实现探月器的成功返回。欧阳自远介绍，届时将由月球车在月球表面进行打钻取样。这些采集的样品最终会放置在返回舱内，返回舱自己发动发动机，离开月球表面，进入绕月空间，加速离开月球，最后控制飞向地球，返回舱进入大气层后，可使用降落伞将所有样品安全降落在地球上，以进行充分利用。登月将不使用降落伞　　我国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远19日在天津召开的发展中国家科学院第23届院士大会上表示，我国探月工程正在为2013年“嫦娥三号”探测器“软”着陆月球做准备。　　“嫦娥三号”任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，也是承前启后的关键一步。它将实现我国航天器首次在地外天体软着陆，开展着陆器悬停、避障、降落及月面巡视勘察。目前，“嫦娥三号”任务正样研制进展顺利，各项工作抓紧推进。　　“稳稳当当地在月球表面实现‘软’着陆是一个难题。”欧阳自远告诉新华社记者，“嫦娥一号”是撞月“硬”着陆。“嫦娥三号”是“软”着陆，不能使用降落伞。目前研究团队已计划在接近月球表面时首先利用反作用力缓冲，然后让“嫦娥三号”自由落体实现降落。　　落地后随之而来的难题是抵御巨大的温差。地球上的一天相当于月球上一个月，夜晚温度最低时达到零下180多摄氏度，白天温度大都在100摄氏度以上。“这对电子元器件是一个巨大考验。”欧阳自远表示，探月工程团队已经有完备的计划，特别是将首次使用我国自主研制的原子能电池，抵御严寒、酷暑的考验。　　欧阳自远还透露，“嫦娥三号”将采取定位探测与巡视探测相结合的方式。着陆器着陆后就不能移动了。它配备的多台照相机将对周围的地形地貌进行拍摄。月球车将在月球表面自主“行走”。　　“‘嫦娥三号’将创造多个‘第一’。”欧阳自远说，它将第一次在月球安装月基天文望远镜。月球上没有大气，比在地球上观测效率要高得多。月球车上将首次配备360度全景相机、红外光谱仪和X射线谱仪。　　欧阳自远表示，我国有望在2017年实现月球采样与返回，对登陆地点附近区域的月球表面资料进行更详细的收集，从而完成无人探月工程“绕、落、回”三个探测阶段，为下一步载人探月奠定基础。技术风险编辑本段　　以技术程度来看，中国国内火箭发射风险也不小，目前没有可靠的数据。对比美、苏、欧、日的火箭技术，火箭发射爆炸伤人的事故并不罕见。所以大多数火箭发射基地都建造在地广人稀的近海和内陆地区（大家有条件可以在google earth上搜索一下苏联拜科努尔、法属圭亚那和美国的肯尼迪发射基地，看看周围环境）。但英国BBC有个中国火箭发射失败导致一个村庄被摧毁的纪录片恶意造谣，据查证日那次长征三号乙发射失败爆炸的地点正好在航天工程技术人员住的宿舍附近，伤亡人数也没这么多，对于此次事件，可以参考纪录片《撼天记》。相关数据编辑本段　　探测器发射质量约3.7吨，着陆器质量约1.2吨，月球车质量约120千克，可载重20千克，计划在2012年冬至2013年春之间使用长征三号乙火箭发射。嫦娥三号探测器将使用X波段测控，新建成的35米和64米大直径天线和原有的VLBI结合进行轨控定位。嫦娥三号探测器的着陆器将在15公里高度开启发动机反推减速；2公里以上高度实现姿态控制和高度判断，转入变推力主发动机指向正下方的姿态；2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，降落相机进行月面识别，着陆器自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆。　　现场参展人员告诉记者，由于月球自转和公转都是28天，月夜长达14天，为了保证着陆器的能源供应，嫦娥三号使用了RTG同位素电池，这将是中国首次将核能用于航天器。嫦娥二号着陆器携带了7套仪器，包括一台紫外波段天文望远镜。月面天文望远镜可以规避地球大气影响，观测精度大大提高。嫦娥三号的月球车由航天五院研制，为三轴六轮结构，设计月面寿命为3个月，目前已经进行了多次试验，它将携带望远镜进行短距运行和天文观测，为建立实际天文台做准备。月球车将在着陆点附近3平方公里巡游，行走路线不超过10公里，月球车还将使用机械臂采集月壤样本现场分析。研制阶段编辑本段　　2012年初嫦娥三号转入初样研制。　　日，国防科工局确认，经探月工程重大专项领导小组会议审议，我国探月工程二期嫦娥三号任务正式由初样研制转入正样研制阶段。　　2012年5月，嫦娥三号卫星有效载荷分系统在产品性能、技术状态、质量问题、元器件、工艺、原材料、软件/FPGA、可靠性、安全性、数据包等12个方面，接受了初样鉴定产品质量复查。复查结束后，有效载荷分系统将按照复查结果查漏项、补不足，确保正样产品质量。　　2012年7月初，记者从中国航天科技集团公司获悉，嫦娥三号研制进展顺利，探测器已完成发射场合练，着陆器完成中心舱结构部装，各项大型试验和测试工作正在稳步推进。　　2012年8月初，嫦娥三号着陆器正式开始了正样阶段测试。负责测试任务的五院总体部组织召开了“嫦娥三号探测器正样阶段电测动员会”，全面布置嫦娥三号探测器正样电测工作。据悉，正样的测试内容较初样有较大变化，测试状态十分复杂。为了确保完成整器电测工作的问题，该部首先加强策划，借鉴试验队的管理模式，加强保障条件落实、加强质量控制、加强测试覆盖性分析，加强数据判读、加强规章制度和岗位职责的落实、加强过程保密与大工序交接等环节控制，确保按时完成电测任务。卫星发射编辑本段时间　　全国政协委员、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席专家叶培建接受新华社记者专访时透露，嫦娥三号将于2013年在西昌卫星发射中心发射，并将实现月面软着陆。　　他说，带“腿”带轮子的嫦娥三号月球探测器对中国来说是一种全新的航天器，也是中国第一次研制，技术难度很大。“嫦娥三号面临的最大难度是如何稳稳当当落在月球上。”叶培建说，必须是软着陆，不能硬撞，但软着陆不能使用降落伞，因为月球是真空，只能是一边降落，一边用反推力把发动机的速度降下来。　　他认为，通过攻关，相信嫦娥三号月球探测器将实现一系列技术突破，以保证顺利完成探月工程二期“落”月任务，即实施月面软着陆和巡视勘察。　　“2013年左右，嫦娥三号将实现中国月球着陆器着陆月球的目标。”叶培建透露，目前嫦娥三号预选着陆区共有5个：虹湾、酒海、湿海、开普勒和阿里斯基撞击坑，第一次任务时，虹湾地区是首选，这个地区较平坦，光照好，易观测。　　叶培建表示，嫦娥三号着陆器将携带7台科学仪器，还有几台照相机，进行不同的科学探测任务，能够拍摄地球和地球以外的天体；月球车则携带8台仪器，包括全景相机、测月雷达等。月球车在月球上将实现自动导航、自动拐弯、自动选择路线、自动爬坡、自动避开障碍，然后自己或经着陆器把数据传输回地球。　　据介绍，嫦娥三号之后，还将发射嫦娥四号。嫦娥三号和嫦娥四号将共同完成中国探月二期工程“落”月任务，即实施月球软着陆和自动巡视勘察。地点　　如果条件成熟，嫦娥三号探月卫星或许会移至海南航天发射场发射。海南航天发射场建成后，将成为中国继酒泉、太原、西昌之后的第四个卫星发射场，也将是中国发射条件最优越的发射场。由于已建成使用的3个发射场不是戈壁沙漠就是黄土高原，再就是深山老林，其运输条件很难满足未来5米直径大型运载火箭的转场需要，而通过海上运输，此难题便迎刃而解。“嫦娥三号”有望于2013年发射，而于2009年9月开建的海南航天发射场也称将在2013年建成并投入使用，加之该发射场又是由西昌卫星发射中心承建，所以种种迹象表明，“嫦娥三号”有望在海南发射并非子虚乌有。突破　　据了解，“嫦娥三号”是我国第一个月面软着陆探测器，开展着陆器悬停、避障、降落及月面巡视勘察，还将突破在严酷环境下生存以及深空测控通信等关键技术。有关负责人表示，“嫦娥三号”任务的实施，将使中国航天相关技术实现巨大跨越。　　据了解，嫦娥三号已经完成总装，目前正在总装测试大厅进行电测试，嫦娥三号上的产品已经陆续组装到卫星上，各个单机组合以后，互相之间的性能是否匹配，组成一个探测器后性能是否满足预期设计的指标要求，要进行验证测试。　　据专家介绍，由于要实现落月任务，嫦娥三号的结构与嫦娥一号和二号有所不同，包括两个系统，一个是着陆器，另一个是巡视器，也就是俗称的月球车。发射升空后，着陆器带着巡视器经过奔月、环月后，最后着陆于月球表面。　　据了解，除了敏感器和自主导航仪器外，还有降落时用的大推力发动机、着陆缓冲机构等都是新研制的产品，这些新研制的产品比例超过80%。着陆点编辑本段　　中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席专家叶培建表示，按照原先公布的计划，嫦娥三号的预选着陆区有5个，分别是虹湾、酒海、湿海、开普勒和阿里斯基撞击坑。但综合各方面情况，虹湾地区的地势相对平缓，最适合飞行器着陆。　为给“嫦娥三号”落月选址，嫦娥二号卫星对虹湾地区拍摄了分辨率达1—1.5米的“特写”图片。记者在虹湾影像图上看到，该地区并不像人们想象中的那样平坦，地形坑坑洼洼，遍布米级甚至几十米直径的环形坑，同时还有许多约米级大小的零散石块，大多分布在环形坑底部、坑壁及坑缘地区。　　对此李春来表示，与月表其他地方相比，虹湾地区相对平坦，但月球着陆器对地面平整度的要求非常高，在虹湾地区着陆并非没有风险，需凭借高分辨率的数据，开展进一步分析验证，才能做出最终选择。验证过程中，研究人员要对该处地形的平整程度、撞击坑情况、地质背景、石块大小及分布情况进行分析研究，以获得的地形数据、图像数据和统计分析数据作为试验论证的依据。　　同时他介绍，着陆点的选择通常不止一个。“发射窗口确定在几月、具体发射时间是在窗口的第几天，这些因素都会给着陆点的位置变化带来影响。所以需要多个预备着陆点。”登月计划编辑本段　　尚无时间表和路线图　　针对中国载人登月的种种猜想，我国月球探测工程首席科学家、中国科学院院士欧阳自远19日在此间明确表示，我国载人登月计划目前还没有时间表和路线图。　　欧阳自远在天津举行的发展中国家科学院(TWAS)第23届院士大会上介绍说，中国的探月工程共分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。　　“现在正处于第一个阶段。”欧阳自远进一步介绍说，这个阶段分为“绕、落、回”三步走。第一步是发射一颗绕月卫星，即“嫦娥一号”，对月球进行概貌性扫描。2007年，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。　　由于“嫦娥一号”完美完成了预定目标和任务，原本作为“嫦娥一号”备份星的“嫦娥二号”更改目标，为“嫦娥三号”服务，目的是让后者软着陆在月球上，从而完成第二步的“落月”。按计划，“嫦娥三号”将在2013年登陆月球。“‘嫦娥二号’目前也已圆满并超额完成各项既定任务。”　　在完成前两步后，第三步是让载有月球车的“嫦娥三号”在月球完成打孔取样后安全返回。“至于如何安全返回，目前有关部门正在组织研究。”　　欧阳自远透露说，我国在2017年将有望实现月球采样与返回，对登陆地点附近区域的月球表面的资料进行更加详细的积累和收集，从而完成无人探月工程中“绕、落、回”的三个探测阶段，为下一步载人探月奠定基础。　　至于中国何时能载人登月？欧阳自远表示，我国目前还没有载人登月计划的时间表和路线图。“载人登月是个非常复杂的系统工程，有很多技术难题需要攻克，包括航天员出舱、航天器对接、月面返回、月面生存等等。只有掌握这些关键技术之后，中国才会结合未来国际、国内月球探测的发展情况，择机实施载人登月。”
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