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玉兔號是飆車(chē)飚壞的?怎么可能!

科學(xué)辟謠
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科學(xué)·解讀;熱點(diǎn)·解析;流言·解釋。
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“玉兔號因飆車(chē)損壞?”

網(wǎng)上有傳聞?wù)f(shuō)玉兔號操作員因過(guò)于興奮,操縱玉兔號飆車(chē),結果導致其出現故障。

流言分析

這是對專(zhuān)家講話(huà)的誤讀。

實(shí)際上由于玉兔號的性能還有操作規范所限,不可能出現所謂“飆車(chē)損壞”的情況。

不久前,一則消息在網(wǎng)上流傳,稱(chēng)玉兔號因飆車(chē)損壞,其實(shí)這是一種誤解,將張玉花教授的科普介紹給段子化了。

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圖片截自微博

先說(shuō)結論:實(shí)際上,這種說(shuō)法是的誤讀夸大,因為一方面月球車(chē)真的飆不起來(lái),另一方面操作員也絕不可能這么隨意。

接下來(lái)咱們就詳細聊聊。

飆車(chē)?就這速度能飆車(chē)?

玉兔號其實(shí)可以視為一種高科技的“遙控車(chē)”,不過(guò),它可不像我們在小區廣場(chǎng)上看到的 RC 愛(ài)好者玩的那種一路狂奔,時(shí)速高達幾十千米每小時(shí)的遙控車(chē)。玉兔號的每次移動(dòng),都需要仔細觀(guān)察周?chē)h(huán)境,報告給地球上的指揮人員看,然后才能挪動(dòng)一小步,再繼續觀(guān)察周邊,確定下一步的移動(dòng)計劃,如此周而復始,走的時(shí)候少,停的時(shí)候多。

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圖片來(lái)自國家航天局

為什么會(huì )有這種差別呢?小區的遙控車(chē)跑得快,其實(shí)是占了距離短的便宜。假如把它放到 38 萬(wàn)公里外的月球,而車(chē)主和遙控器留在地球上,那它也飆不動(dòng)了。

因為電磁波信號的傳輸需要時(shí)間,車(chē)主看到的任何情景,都是 1.26 秒前的過(guò)時(shí)信息,而他的指令發(fā)回到車(chē)那里,又要 1.26 秒后才能執行。這時(shí),車(chē)主會(huì )情不自禁地慢下來(lái),為自己和愛(ài)車(chē)各自留足反應時(shí)間。

更何況,玉兔號可不是輛普通的“遙控車(chē)”,而是個(gè)身負重任的 “寶貝疙瘩”,它重達 136 千克的身體里裝了一大堆價(jià)值不菲的科學(xué)設備,本身就是個(gè)移動(dòng)科考站,每走一步就要停下來(lái)探測一番,這就更“飆”不起來(lái)了。

從 2013 年 12 月 15 日登月到 2014 年 1 月 25 日報告故障的這 41 天里,玉兔號總共睡了 20 天。而在走走停停的其余 21 天里,它的行駛路線(xiàn)是這樣的:

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玉兔號的行駛軌跡(張金海、楊蔚、胡森等)

在這幅圖中,A 和 B 是兩個(gè)撞擊坑,紅五星是嫦娥三號著(zhù)陸點(diǎn),藍點(diǎn)是玉兔號行駛過(guò)的位置,白色數字標記“第幾個(gè)月晝、第幾個(gè)點(diǎn)”,例如 107 的意思就是第一個(gè)月晝的第七個(gè)點(diǎn)。而青色的 CD 和 LS 標記著(zhù)科學(xué)儀器分析的位置,跟咱們這篇文章關(guān)系不大,可以不用管。

盡管圖上有比例尺,由于缺乏熟悉的參照物,我們還是不太容易感受它的實(shí)際大小。所以我們再找個(gè)地球上的圖片,把這條軌跡等比例疊加到上面:

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玉兔號的行駛軌跡與十字路口(作者制圖)

可以看出,花了 21 天,玉兔號相當于在城市里的一個(gè)十字路口轉了轉。它的全部行駛路程只有 114.8 米,平均下來(lái)每小時(shí)挪 23 厘米,按平均速度來(lái)說(shuō),都別說(shuō)車(chē)了,剛會(huì )爬的小寶寶速度都比這個(gè)快啊。

而且玉兔 2 號本身的設計速度也只有 200 米/小時(shí),算下來(lái)可以說(shuō)大約比“秒速 5 厘米”快上那么一點(diǎn)點(diǎn),而一些大型陸龜的速度可達約 2000 米/小時(shí)(這次龜兔賽跑龜贏(yíng)了)。所以,光從速度上來(lái)說(shuō),“飆車(chē)”實(shí)在無(wú)從談起,再說(shuō)玉兔號肩負的是探索任務(wù),又不是為了月面競速。

“飆車(chē)”的說(shuō)法到底怎么來(lái)的?

我們再來(lái)看看張玉花教授的原話(huà)。

她在 2020 年 12 月 19 日《上??破沾笾v壇》上,作完《揭秘嫦娥五號背后的故事》的科普講座后,與主持人聊起玉兔號時(shí),是這么說(shuō)的:

……(玉兔號)又工作了一段時(shí)間,快要到第二個(gè)月晝的一段時(shí)間的時(shí)候,突然發(fā)現有問(wèn)題了。后來(lái)我們經(jīng)過(guò)分析和驗證,發(fā)現兩個(gè)方面。

一個(gè)方面呢,就是我們對月面的溫度想象得沒(méi)那么高,實(shí)際上呢,就是說(shuō)我們有一段電纜,這個(gè)電纜綁線(xiàn)呢,想綁在這一個(gè)半圈的上頭,但是呢,我們在地球上二十幾度三十幾度都沒(méi)問(wèn)題,但是在月球上白天一照,可能就是 110 度 120 度,電纜就會(huì )變軟和變長(cháng),這時(shí)候它的絕緣皮就可能比較薄弱。

然后第二個(gè)呢,就是我們當時(shí)在復盤(pán),我們跟北指、跟李劍主任分析,當時(shí)我們那幫操作人員太勇猛,就是說(shuō)只往前走,不會(huì )倒,就覺(jué)得沒(méi)問(wèn)題,我們就磕在了——鉤在了一個(gè)石頭上,把這個(gè)電纜給拉出來(lái)了,拉出來(lái)以后呢,再經(jīng)過(guò)幾次走,就在 0.7 毫米厚的這個(gè)壁上呢,可能電纜表皮就破了,破了它就短路了,短路了電就供不上了。

……

我給大家講一下為什么那么慢,就是說(shuō),它沒(méi)有人,是通過(guò)避障相機和導航相機往前開(kāi)的,它又在月球的背面,避障相機拍個(gè)圖,又要通過(guò)鵲橋中繼星才能傳到地面,傳到地面以后,我們要經(jīng)過(guò)判斷,還要做指令,7 個(gè)小時(shí)它才能走一步,一步最多走 7 米,走長(cháng)了它也不讓走,所以就走得很慢。

我們實(shí)際上是設置了自動(dòng)避障駕駛,但是覺(jué)得我們到上面不是去跑步的啊,主要一個(gè)是考核這些控制技術(shù),還有呢,要去看邊上有哪些我們可以關(guān)注的,比如現在,咱們一些科學(xué)家已經(jīng)發(fā)表了很多論文,他們說(shuō)你不要跟人家比跑得多遠啊,我們要慢慢的,會(huì )有很多的一些科學(xué)發(fā)現。

從張玉花教授的這段話(huà)中可以讀出,“猛”指的是進(jìn)度猛(一直往前開(kāi),不倒車(chē)),不是說(shuō)車(chē)速。而且,電纜因受熱下垂鉤在石頭上,電纜被鉤住,只要一直往前走,就會(huì )把電纜拖出來(lái),并不需要車(chē)速很高。這種情況應該屬于意外事件,畢竟有不少朋友自己開(kāi)車(chē)不小心拖個(gè)底,都不見(jiàn)得能及時(shí)發(fā)現,更別說(shuō)離了一個(gè)地月距離了。

破案了,但月面的“殺手”

可能不止一個(gè)

張玉花教授介紹的玉兔號故障原因,是根據玉兔號傳回的環(huán)境溫度,在地面反復試驗、復現驗證之后的推測。實(shí)際上,月面環(huán)境錯綜復雜,還存在許多潛在的天然“殺手”。

例如玉兔號報障后,最初的猜想(現在也不能完全排除)就是攜帶靜電的月塵飄進(jìn)機械結構或者破壞了控制電路。由于月塵棱角鋒利又到處沾染,它的破壞力非常大,探月設備都不敢掉以輕心。

嫦娥三號在落月后一天,等月塵沉降下來(lái),才打開(kāi)月基天文望遠鏡的艙蓋與極紫外相機的外罩。另外月球表面重力只有地球的六分之一,低重力導致摩擦力降低,可能使車(chē)輪打滑,揚起月塵或引發(fā)機械故障。

晝夜乃至陰陽(yáng)面的溫差也是個(gè)潛在威脅。玉兔號駛上月面并完成兩器互拍后,并沒(méi)有立即開(kāi)展工作,而是小睡了四天。原因就是車(chē)子的向陽(yáng)面可達 110℃ 以上,而背陰面則只有 -10℃,月球車(chē)必須慎之又慎。由于月球溫度極端,嫦娥三號的地形地貌相機設計為只工作一個(gè)月晝,而在第二個(gè)月晝到來(lái)時(shí)也確實(shí)停止了工作。

由于缺乏大氣和磁場(chǎng)保護,微隕石和太陽(yáng)粒子都能直抵月面。微隕石正好擊中玉兔號的幾率確實(shí)微乎其微,可 2013-2014 年卻是太陽(yáng)瘋狂輸出的高峰期,太陽(yáng)粒子穿透保護裝備破壞電路器件,并非全無(wú)可能。

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2014 年 1 月初,巨大的太陽(yáng)黑子 AR1944 作者拍攝

總結一下,航天工程項目都是如履薄冰謹慎再謹慎,嚴格按照當年周恩來(lái)總理歸納指導的十六字方針“嚴肅認真、周到細致、穩妥可靠、萬(wàn)無(wú)一失”的精神處理的。發(fā)現問(wèn)題后,會(huì )反復試驗舉一反三,作出修改方案。月球乃至太空探測存在著(zhù)種種風(fēng)險和意外,但中國航天的科學(xué)設備一代比一代強,操作人員一屆比一屆穩,請大家給予充分的信任。意外是有可能發(fā)生的,但飆車(chē)那當然是不可能飆的。

照“謠”鏡

有時(shí)候,專(zhuān)家的解釋可能被誤傳或者“段子化”。而這樣的段子,雖然能讓人開(kāi)心一下,但會(huì )讓我們忽略細節,甚至與事實(shí)背道而馳。

策劃制作

作者丨曲炯 通信技術(shù)工程師

審核丨劉勇 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員

本文封面圖片及文內圖片來(lái)自版權圖庫

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評論
科普科普知識的搖籃!
太師級
不要輕信流言蜚語(yǔ),玉兔號并未因飆車(chē)損壞,網(wǎng)絡(luò )上的這一說(shuō)法是不準確的。航天探測是一項極其嚴謹和復雜的工程,任何關(guān)于探測器的操作都是在嚴格的規定和安全措施下進(jìn)行的。我們應該基于科學(xué)的態(tài)度來(lái)理解和傳播相關(guān)信息,避免對專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的不實(shí)解讀和傳播。
2024-06-29
華科普
大學(xué)士級
尊重事實(shí),千萬(wàn)不要誤讀夸大:在月球車(chē)真的飆不起來(lái),另一方面操作員也絕不可能這么隨意!
2024-06-29
臭皮匠心
庶吉士級
玉兔號的成功和失敗都是中國航天事業(yè)發(fā)展的重要組成部分。盡管玉兔號在任務(wù)過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題,但這并沒(méi)有阻止中國繼續推進(jìn)月球探測計劃。相反,這些問(wèn)題為中國未來(lái)的月球探測任務(wù)提供了寶貴的經(jīng)驗和教訓。
2024-06-29