這里有松軟的細(xì)沙和低矮的沙丘，這里異常干燥、寸草不生，這里白天酷熱夜晚寒冷，這里是中國(guó)最像月球的地方。
在中國(guó)西北庫(kù)姆塔格沙漠與羅布泊交界處，科學(xué)家們建立了試驗(yàn)場(chǎng)。即將漫步月球的“玉兔”號(hào)月球車就曾經(jīng)在這里通過(guò)各種測(cè)試。
為何要在沙漠中試驗(yàn)
嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)說(shuō)，中國(guó)研制月球巡視器還是第一次。為確保任務(wù)的完成，設(shè)計(jì)師開展了多項(xiàng)地面試驗(yàn)，外場(chǎng)試驗(yàn)是其中最重要的項(xiàng)目之一。
“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中盡可能地模擬了真實(shí)的月球表面，對(duì)巡視器的性能進(jìn)行了充分驗(yàn)證。但是這個(gè)環(huán)境操作人員非常熟悉，即使沒有看到清晰的圖像信息，也可以憑借經(jīng)驗(yàn)控制巡視器。”賈陽(yáng)說(shuō)。
他說(shuō)：“為避免這個(gè)問(wèn)題，我們要到外場(chǎng)去構(gòu)制一個(gè)未知的環(huán)境，讓操作人員看不到各種障礙的情況，完全根據(jù)圖像處理來(lái)判斷并操控巡視器行進(jìn)。此外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)場(chǎng)地有限，沙漠中可以對(duì)月球車的長(zhǎng)距離行駛、巡視探測(cè)能力進(jìn)行試驗(yàn)，月球車可以走到公里級(jí)。”
按計(jì)劃，嫦娥三號(hào)將于12月中旬在月球相對(duì)平坦的虹灣區(qū)著陸，這里是其他國(guó)家尚未勘察過(guò)的空白。
嫦娥三號(hào)探測(cè)器由著陸器和月球車組成，著陸器上配置了地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和極紫外相機(jī)；月球車則攜帶了全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀和粒子激發(fā)X射線譜儀。嫦娥三號(hào)將開展一系列科學(xué)探測(cè)任務(wù)，包括月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查、月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查、地球等離子體層探測(cè)和月基光學(xué)天文觀測(cè)等。
“玉兔”號(hào)月球車重約140公斤，有6個(gè)主動(dòng)輪，可駛過(guò)20厘米高的石頭，最快每分鐘走3.3米。
沙漠試驗(yàn)場(chǎng)是如何選出的
科研人員全面分析了地理、氣象資料，尋找中國(guó)可能符合要求的試驗(yàn)地點(diǎn)。
“我們綜合考慮了幾個(gè)因素。”賈陽(yáng)說(shuō)，“首先沙子的顆粒要細(xì)，月壤顆粒的平均直徑是70微米，跟頭發(fā)絲差不多。”
“其次我們要選最干燥的沙漠。有些沙漠地下含有水分，沙子會(huì)有板結(jié)。雖然中國(guó)沙漠面積比較大，但是很多地方都是有草的，這是我們不期望的，因?yàn)樵虑蛏蠜]有草。所以我們選擇降雨量最小的地方。”賈陽(yáng)說(shuō)。
此外，還有一個(gè)試驗(yàn)要求就是不能有大風(fēng)，因?yàn)樵虑蛏蠜]有風(fēng)。“我們查了所有沙漠的平均風(fēng)速，遴選在試驗(yàn)季節(jié)平均風(fēng)速最小的地方。”
在中國(guó)，滿足這些條件的有幾個(gè)沙漠，比如：塔克拉瑪干。但科研人員還要考慮沙丘的形狀。“我們希望試驗(yàn)場(chǎng)在改造后比較平坦，再放一些石塊，模擬月球上典型的地貌。但塔克拉瑪干沙漠是巨大的金字塔形沙丘，改造工程量太大。”賈陽(yáng)說(shuō)，“另外我們還要考慮試驗(yàn)隊(duì)的醫(yī)療保障，如果試驗(yàn)人員生病，要在半天內(nèi)撤到城市。”
專家們跑了約2萬(wàn)公里，綜合考慮了氣候、植被、土壤力學(xué)性能、試驗(yàn)保密、生活保障等各方面因素，最終決定在庫(kù)姆塔格沙漠與羅布泊交界的阿克奇谷地附近進(jìn)行外場(chǎng)試驗(yàn)。
“我們查遍了中國(guó)所有的沙漠，這里是最符合我們要求的。”賈陽(yáng)說(shuō)。
庫(kù)姆塔格沙漠是中國(guó)第六大沙漠，地處塔里木盆地羅布泊洼地南緣，東至甘肅敦煌鳴沙山，北抵阿奇克谷地，南以阿爾金山為界，總面積約2.28萬(wàn)平方公里。
在維吾爾語(yǔ)中，“庫(kù)姆”是沙子的意思，“塔格”是山的意思。庫(kù)姆塔格沙漠年降水量不足十毫米，東北部沙丘上無(wú)任何植物生長(zhǎng)。這里沙丘類型多樣，分布著世界上獨(dú)一無(wú)二的羽毛狀沙丘。
沙漠試驗(yàn)
試驗(yàn)人員在約3平方公里的區(qū)域內(nèi)，依據(jù)嫦娥一號(hào)、二號(hào)對(duì)月球表面的探測(cè)數(shù)據(jù)以及美國(guó)“阿波羅”號(hào)飛船對(duì)月球拍攝的圖像，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了改造。
負(fù)責(zé)改造施工的段海林介紹：“我們按照?qǐng)D紙，在沙地上修出一定的坡度，又按照標(biāo)準(zhǔn)挖出大大小小十多個(gè)‘隕石坑’，還布置了一些石塊。”
賈陽(yáng)說(shuō)：“除了光照和溫度條件，我們努力盡可能接近月面上的情況。為了讓月球車的重量與在月球表面盡可能一樣，我們把月球車上的一部分電子設(shè)備挪到其他車上，用線連接起來(lái)。”
在沙漠試驗(yàn)場(chǎng)中，科研人員測(cè)試了月球車10米短距離行駛，以及一公里長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)能力。另一個(gè)重要的試驗(yàn)是尋找月夜休眠點(diǎn)。“月球車要在太陽(yáng)落山前找到一個(gè)符合要求的停靠點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)對(duì)月球車的姿態(tài)是有要求的，要讓月球車在太陽(yáng)升起時(shí)能重新喚醒。”賈陽(yáng)說(shuō)。
對(duì)于“玉兔”能在月球上走多遠(yuǎn)，賈陽(yáng)說(shuō)：“月球車真正在月球上不會(huì)走很遠(yuǎn)，它更多的時(shí)間是在探測(cè)、拍圖像。圖像傳回地球，地面人員還要用相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)規(guī)劃出一條路來(lái)，并在地面上驗(yàn)證沒有問(wèn)題后，再傳達(dá)給月球車讓它運(yùn)動(dòng)。”
“‘玉兔’每走一步都是小心翼翼的，它真正行走的時(shí)間是很小一部分，所以在壽命期內(nèi)它不會(huì)走得非常遠(yuǎn)。”
科研人員在月球車沙漠試驗(yàn)場(chǎng)立了一塊石頭，上面寫著“望舒”兩個(gè)字。“這是我們給試驗(yàn)場(chǎng)起的名字。‘望舒’典出《楚辭·離騷》，是為月亮駕車的女神。我們是現(xiàn)代為探月造車、駕車的人。”賈陽(yáng)說(shuō)。(記者 喻菲)