在阿波罗登月计划中,阿波罗15,16,17号携带了月球车,宇航员使用月球车在月球表面驰骋,大大扩展了宇航员在月球表面的探索空间。
在阿波罗11号到12号两次任务当中,是并没有月球车的,一切出行都靠宇航员的双腿。宇航员普遍反映,穿着舱外服在月球表面活动不易,搬运物资、进行月球表面岩石采样更加不方便。根据前两次登月的经验,阿波罗14号任务中,NASA给两名登月宇航员配备了一个小拖车,这个两轮小车折叠起来运到月球,到了月球表面后打开,让宇航员在月球表面可以更方便的携带设备与采集的岩石样品。
阿波罗14号的两轮月球车
折叠起来好携带
最终仍在月球上的两轮车
虽然宇航员表示这个小拖车确实有用,但是也指出了缺点:太轻,不稳定。这种车更适合地球上的铺装路面,月球表面都是尘土和岩石,车轮撞到岩石或掉进坑里,就有翻倒的危险,由于月球引力低,稍微走快点车轮就会从地上弹起来,让拖着车的宇航员十分狼狈。
因此NASA决心,研制真正的四轮月球车,让宇航员可以驾驶月球车,在月球上机动驰骋。
首先,要解决携带问题。有很多人都疑惑,月球车这么大的一个玩意,怎么带上月球呢?登月舱就那么大点地方,月球车在哪里藏着呢?其实月球车的设计非常巧妙,首先它要经过折叠,成为一个三棱形状的“大包裹”,然后被塞到登月舱底部一个仪器舱内。
折叠以后的月球车,体积相对登月舱就小了很多
登月舱成功登陆月球后,宇航员只需要一根绳子,就能把月球车从仪器舱里面拽出来,然后展开,落地,整个过程十分多种时间就可以完成。
NASA的手册上,图解了月球车的展开过程
月球车各部分图解
月球车采取银锌电池作为动力。虽然是一次性电池,但是银锌电池能量密度大,放电电压平稳,电压精度高,可靠性和安全性都很好。在阿波罗计划的时候,使用银锌电池的鱼雷已经广泛装备各国海军。银锌电池的缺点是不能长期储存,对于鱼雷武器,这需要隔几年对鱼雷电池进行维护。不过这对于阿波罗计划来说不是问题。
有了月球车,阿波罗登月的宇航员终于可以大大拓展了自己的足迹,可以到更远的地方去采集地质标本,进行勘测。不仅如此,月球车上还做了一个工具架子,需要的工具都固定在工具架上,到了地点可以取用。
注意月球车后面的工具架
孤独的月球
月球车自带一个简易的惯性导航装置,一般的惯性导航装置需要一个三轴陀螺仪,不过月球车只在月面行走,是个二维平面,因此月球车的导航仪就简化成了单轴导航仪,只记录方向,而距离则通过轮子的转动来计算。当然了,即使这个导航失效,月球车也能开回去,毕竟月球上只有它自己的一道车辙。用导航的好处是可以抄近路回去,不用原路返回了。月球上一天相当于地球上30天,因此宇航员在月面开车这几个小时,太阳在月球天顶的方位是基本不动的,通过太阳方位辨识方向也很简单。
月球车的仪表板,上半部就是导航界面
正是通过这一系列巧妙的设计,宇航员们终于可以在月球上飙车了,当然月球车也不是完美无缺的。阿波罗17号的月球车挡泥板就破了,宇航员临时修补了一下接着用。
所有的三辆月球车,都被扔在了月球表面,不过他们留下的车辙,成了辨识阿波罗计划登月点的明显标记。
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