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玉兔號是飆車飈壞的?怎麽可能!

2024-06-26辟謠

「玉兔號因飆車損壞?」

網上有傳聞說玉兔號操作員因過於興奮,操縱玉兔號飆車,結果導致其出現故障。

流言分析

這是對專家講話的誤讀。

實際上由於玉兔號的效能還有操作規範所限,不可能出現所謂「飆車損壞」的情況。

不久前,一則訊息在網上流傳,稱玉兔號因飆車損壞,其實這是一種誤解,將張玉花教授的科普介紹給段子化了。

圖片截自微博

先說結論:實際上,這種說法是的誤讀誇大,因為一方面月球車真的飆不起來,另一方面操作員也絕不可能這麽隨意。

接下來咱們就詳細聊聊。

飆車?就這速度能飆車?

玉兔號其實可以視為一種高科技的「遙控車」,不過,它可不像我們在小區廣場上看到的 RC 愛好者玩的那種一路狂奔,時速高達幾十千米每小時的遙控車。玉兔號的每次移動,都需要仔細觀察周圍環境,報告給地球上的指揮人員看,然後才能挪動一小步,再繼續觀察周邊,確定下一步的移動計劃,如此周而復始,走的時候少,停的時候多。

圖片來自國家航天局

為什麽會有這種差別呢?小區的遙控車跑得快,其實是占了距離短的便宜。假如把它放到 38 萬公裏外的月球,而車主和遙控器留在地球上,那它也飆不動了。

因為電磁波訊號的傳輸需要時間,車主看到的任何情景,都是 1.26 秒前的過時資訊,而他的指令發回到車那裏,又要 1.26 秒後才能執行。這時,車主會情不自禁地慢下來,為自己和愛車各自留足反應時間。

更何況,玉兔號可不是輛普通的「遙控車」,而是個身負重任的 「寶貝疙瘩」,它重達 136 千克的身體裏裝了一大堆價值不菲的科學裝置,本身就是個移動科考站,每走一步就要停下來探測一番,這就更「飆」不起來了。

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

玉兔號的行駛軌跡(張金海、楊蔚、胡森等)

在這幅圖中,A 和 B 是兩個撞擊坑,紅五星是嫦娥三號著陸點,藍點是玉兔號行駛過的位置,白色數位標記「第幾個月晝、第幾個點」,例如 107 的意思就是第一個月晝的第七個點。而青色的 CD 和 LS 標記著科學儀器分析的位置,跟咱們這篇文章關系不大,可以不用管。

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

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,玉兔號相當於在城市裏的一個十字路口轉了轉。它的全部行駛路程只有 114.8 米,平均下來每小時挪 23 厘米,按平均速度來說,都別說車了,剛會爬的小寶寶速度都比這個快啊。

而且玉兔 2 號本身的設計速度也只有 200 米/小時,算下來可以說大約比「秒速 5 厘米」快上那麽一點點,而一些大型陸龜的速度可達約 2000 米/小時(這次龜兔賽跑龜贏了)。所以,光從速度上來說,「飆車」實在無從談起,再說玉兔號肩負的是探索任務,又不是為了月面競速。

「飆車」的說法到底怎麽來的?

我們再來看看張玉花教授的原話。

她在 2020 年 12 月 19 日【上海科普大講壇】上,作完【揭秘嫦娥五號背後的故事】的科普講座後,與主持人聊起玉兔號時,是這麽說的:

……(玉兔號)又工作了一段時間,快要到第二個月晝的一段時間的時候,突然發現有問題了。後來我們經過分析和驗證,發現兩個方面。

一個方面呢,就是我們對月面的溫度想象得沒那麽高,實際上呢,就是說我們有一段電纜,這個電纜綁線呢,想綁在這一個半圈的上頭,但是呢,我們在地球上二十幾度三十幾度都沒問題,但是在月球上白天一照,可能就是 110 度 120 度,電纜就會變軟和變長,這時候它的絕緣皮就可能比較薄弱。

然後第二個呢,就是我們當時在復盤,我們跟北指、跟李劍主任分析,當時我們那幫操作人員太勇猛,就是說只往前走,不會倒,就覺得沒問題,我們就磕在了——鉤在了一個石頭上,把這個電纜給拉出來了,拉出來以後呢,再經過幾次走,就在 0.7 公釐厚的這個壁上呢,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麽那麽慢,就是說,它沒有人,是透過避障相機和導航相機往前開的,它又在月球的背面,避障相機拍個圖,又要透過鵲橋中繼星才能傳到地面,傳到地面以後,我們要經過判斷,還要做指令,7 個小時它才能走一步,一步最多走 7 米,走長了它也不讓走,所以就走得很慢。

我們實際上是設定了自動避障駕駛,但是覺得我們到上面不是去跑步的啊,主要一個是考核這些控制技術,還有呢,要去看邊上有哪些我們可以關註的,比如現在,咱們一些科學家已經發表了很多論文,他們說你不要跟人家比跑得多遠啊,我們要慢慢的,會有很多的一些科學發現。

從張玉花教授的這段話中可以讀出,「猛」指的是進度猛(一直往前開,不倒車),不是說車速。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,就會把電纜拖出來,並不需要車速很高。這種情況應該屬於意外事件,畢竟有不少朋友自己開車不小心拖個底,都不見得能及時發現,更別說離了一個地月距離了。

破案了,但月面的「殺手」

可能不止一個

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境溫度,在地面反復試驗、復現驗證之後的推測。實際上,月面環境錯綜復雜,還存在許多潛在的天然「殺手」。

例如玉兔號報障後,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機械結構或者破壞了控制電路。由於月塵棱角鋒利又到處沾染,它的破壞力非常大,探月裝置都不敢掉以輕心。

嫦娥三號在落月後一天,等月塵沈降下來,才開啟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,可能使車輪打滑,揚起月塵或引發機械故障。

晝夜乃至陰陽面的溫差也是個潛在威脅。玉兔號駛上月面並完成兩器互拍後,並沒有立即開展工作,而是小睡了四天。原因就是車子的向陽面可達 110℃ 以上,而背陰面則只有 -10℃,月球車必須慎之又慎。由於月球溫度極端,嫦娥三號的地形地貌相機設計為只工作一個月晝,而在第二個月晝到來時也確實停止了工作。

由於缺乏大氣和磁場保護,微隕石和太陽粒子都能直抵月面。微隕石正好擊中玉兔號的機率確實微乎其微,可 2013-2014 年卻是太陽瘋狂輸出的高峰期,太陽粒子穿透保護裝備破壞電路器件,並非全無可能。

2014 年 1 月初,巨大的太陽黑子 AR1944 作者拍攝

總結一下,航天工程計畫都是如履薄冰謹慎再謹慎,嚴格按照當年周恩來總理歸納指導的十六字方針「嚴肅認真、周到細致、穩妥可靠、萬無一失」的精神處理的。發現問題後,會反復試驗舉一反三,作出修改方案。月球乃至太空探測存在著種種風險和意外,但中國航天的科學裝置一代比一代強,操作人員一屆比一屆穩,請大家給予充分的信任。意外是有可能發生的,但飆車那當然是不可能飆的。

照「謠」鏡

有時候,專家的解釋可能被誤傳或者「段子化」。而這樣的段子,雖然能讓人開心一下,但會讓我們忽略細節,甚至與事實背道而馳。

策劃制作

作者丨曲炯 通訊技術工程師

稽核丨劉勇 中國科學院國家空間科學中心研究員

策劃丨丁崝

責編丨丁崝

審校|徐來 林林