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“月球”-17号

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    早在1955年,即人类首颗人造卫星升空之箭的2年,苏联科学家就考虑携带电视摄像机、重50千克的“坦克”探测月球。15年后,在人类的脚印踏上月球后,由地球控制的无人行驶月球探测车这一设想仍然被人们看作一种为时过早的设想。然而,当科学家甚至还没来得及对月球16号取回的月壤样品进行深入分析时,苏联就宣布成功发射的“月球”-17号探测器。

    1970年11月10日,“月球”-17号由质子号运载火箭送入237×192千米、倾角51.6度的地球轨道,随后月球17号从地球轨道转移到奔月轨道,以实现苏联宣布的目标:月球17号探测器将携带全新的系统,对月球和近月空间进行持续的科学研究。这一简单消息意味着苏联将开始一项持续11个月的任务,而“月球”-17号肩负的任务远远重于以往任何月球探测器执行的任务。

  “月球”-17号在许多方面与“月球”-16号非常相似,发射质量约5700千克,从结构上看,“月球”-17号分为两个部份,即下降级和“月球车”-1号(Lunkhood-1)。其中,下降级实际上与月球16号的下降级相同。“月球”-17号在软着陆之后,从下降级中将伸出条斜坡道,位于下降级上面的“月球车”-1号可以从两个不同方向滑下月球表面。

    从“月球”-17号的下降级基本上源于“月球”-16号来看,苏联在月球探测器的研制上尽可能实现探测器的标准化。事实上,这种下降级被用于所有第三代月球探测器,包括月壤样品取样返回探测器、月球车,以及重型月球轨道器。与“月球”-16号相比,由于携带“月球车”-1号,“月球”-17号下降级携带的仪器稍有变动,以安装斜坡道。在实际飞行时,根据苏联的报道,“月球”-17号在着陆前,4个圆柱燃料箱在轨道下降发动机点火前的瞬间抛掉。

    可移动的“月球车”-1号是一种自带探测器的先进装置,虽然它的外表容易使人将想起描述为放在轮子上的浴盆。月球车-1号约重756千克,高约1.35米,包括顶部的仪器舱在内长约2.15米。“月球车”-1号通过8个互相独立、直径51厘米、电驱动的轮子实现移动。“月球车”-1共有4对轮子,前排到后排的外缘距离2.216米,左右距离1.6米。轮子为辐轮并包裹着精细的金属丝,以增力摩擦力,使月球车-1能够向前后两个方面机动。当一侧的轮子转速大于另一侧的转速时可以实现转弯,也可通过两侧轮子向相反方向转动实现转弯。每个轮子都分别控制,轮子被绊住或失效时,只要有2个主动轮工作,“月球车”-1就可以行走。

    “月球车”-1行走速度为100米/小,而且从月球往返地球需持续约5秒钟,考虑到这些因素,苏联采取了几种安全措施:如果“月球车”-1侧倾或前后倾斜超过预定值时,专用传感器将使月球车停止移动,以防止月球车进入无法走出的坑穴。根据月球车的设计,“月球车”-1号能够前后运动,这不仅使它能退出危险境地,而且即使下降级上的一个斜坡道被卡住,月球车仍可以利用另一坡道滑向月面。

    为确定“月球车”-1的最大行走距离,并确定开始行走后它与下降级的相对位置,苏联在月球车-1的尾部还安装了第9个轮子,用于向里程表和速度表提供信息。该轮可以根据需要升高或降低。每个轮子都有一个转数计,必要时也可以用作里程表。但是主轮容易发生打滑,因此使用这种距离测量方法不能得到精确的数据。实际上,通过滑动和每个轮子的扭矩可以估算月壤的磨擦特性。“月球车”-1号的位置也可以通过它的电视摄像机拍摄的照片以及陀螺系统来确定,陀螺系统对月球车的每一次转弯均会做出分析。

    对指引月球车行走的地面控制人员来说,月球车上的电视系统尤为重要。安装在月球车上的像眼睛一样的镜头从月球车的前部向外突出出来。它摄取的图像每数秒钟向地球传输一幅,虽然质量不高,但能保证月球车的“驾驶员”避开障碍物,并朝向有兴趣的目标移动;当月球车“犹豫”时,可使用月球车上4个分辨率更高的系统,两个摄像机安装在月球车后两侧,一个可以在垂直平面进行360度扫描,另一个可在水平平面内进行180度扫描。这两个相机比“月球”-9号和“月球”-13号使用的要小的多,它们不仅有助于导航,而且也用于月球表面全景分析。为得到高质量的图像,需要更高的传输速率,使“月球车”-1号停下来并利用窄束天线进行发射。

    月球车-1的任务不仅仅是在月面上行走并拍摄照片,其任务还包括更多的科学实验。为确定月壤成份,“月球车”-1携带了X射线仪,其原理与“月球”-13号的相同。被称为RIFMA的等离子荧光分析法的实验,其原理是,“月球车”-1上的等离子体辐射源照射月壤后,通过测量月壤中不同元素的放射性,来计算铝、钙、硅、铁、镁、钛等的相对丰度。此外,RIFMA装置的10个计数器也可探测由于太阳焰引起了辐射范围。

    月球车通过穿测器对月壤力学性质进行分析。“月球”-17号上的穿测器比月球13号的装置精度高得多,通过测量月壤的阻力,记录月壤的物理参数。

    在“月球车”-1的前部,靠近2个电视摄像机之一,安装了一个激光反射器实验设备。3.7千克的硅玻璃反射器由14个边长为1厘米的三角形棱镜组成,每个棱镜发。  (编辑:张广平)

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