由于地球、月球自轉(zhuǎn)周期不同，一個月夜相當于地球上的14天之多。同時，月夜最低溫度可達零下180攝氏度。在這種情況下，如何為嫦娥三號探測器保暖，確保“玉兔”號月球車在14天后仍能正常運轉(zhuǎn)成為關(guān)鍵。

休眠點要求高，“玉兔”刨坑調(diào)姿態(tài)

進入月夜休眠前，“玉兔”能否找到休眠點，是其面臨的首個難關(guān)，這關(guān)系著它能否在下一個月晝被安全喚醒。

據(jù)北京航天飛行控制中心飛控大廳現(xiàn)場測控人員介紹，“玉兔”對休眠點的要求極為苛刻，必須是個向陽坡，需要滿足車頭方向、俯仰角度、滾動角度三個要求——車頭要朝南偏東，車身要頭高尾低，車身的左右側(cè)傾在負2度到正1度之間。

“所謂的姿態(tài)，也是考慮到喚醒的時候，太陽光應盡量從它的東邊來，而且要照射到‘玉兔’號的太陽翼，使巡視器獲得能源，這樣它才能啟動自主喚醒程序。”嫦娥三號巡視器總體主任設(shè)計師申振榮說。

“玉兔”有兩扇太陽翼，有一扇在休眠時收起，另一扇則從軟著陸打開后就一直維持不動。“玉兔”將來能否從休眠中喚醒，就得靠這扇太陽翼。當下一個月晝來臨，太陽照射角度和這扇太陽翼的夾角滿足指定要求后，“玉兔”就會被叫醒。

在此次月夜臨近之際，巡視器測控人員沒有找到完全符合要求的休眠點，最終決定讓“玉兔”刨坑。在測控人員遙控下，“玉兔”一側(cè)車輪保持不動，另一側(cè)車輪沿不同方向打轉(zhuǎn)，以此帶起月壤，“刨”出一個坑。

“‘刨坑’實質(zhì)上是為了調(diào)整‘玉兔’自身姿態(tài)，滿足休眠點對姿態(tài)角度的要求。”嫦娥三號探測器系統(tǒng)副總指揮兼副總設(shè)計師張玉花說。

專家表示，一旦“玉兔”進入休眠，將會斷絕與地面的一切聯(lián)系，只有等“玉兔”自主喚醒后，才能恢復和地面的聯(lián)系。

“生爐子蓋被子”，“玉兔”應對極低溫

順利進入月夜休眠后，“玉兔”緊接著迎來第二個難關(guān)，就是如何應對零下180攝氏度極低溫。

“漫長的月夜里是沒有任何光照的，‘玉兔’號也就無處獲得能量。為了解決這個問題，我們讓它攜帶了一個同位素熱源，也就是給它內(nèi)部生個‘爐子’。我們在艙內(nèi)還設(shè)計了兩個閥，打開后就可以把同位素熱源發(fā)出來的熱傳導到艙內(nèi)，來提供月夜期間保溫所需要的熱量。這個同位素熱源可以持續(xù)往外放熱，能將艙內(nèi)溫度提高到零下50攝氏度以上。”嫦娥三號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲說。

孫澤洲介紹，為了確保熱量不外漏，著陸器和巡視器外面還包有多層隔熱組件，“如同日常生活中的被子，把機器整個給包起來。但這被子并不普通，而是雙向隔熱的。也就是說，它能保證在月晝極高溫時外面熱量不能往里傳，月夜極低溫時里面熱量也不能往外漏”。

申振榮告訴記者，“玉兔”號月球車從北京時間26號2時左右開始狀態(tài)設(shè)置，把不必要的設(shè)備收回艙中，“包括載荷都要關(guān)掉，這樣能減少用電量；還要進一步把艙外的一些設(shè)備收回艙內(nèi)，便于在月夜提供一個好的溫度環(huán)境”。

“如果一切順利，經(jīng)過一個月夜后，當太陽光再次照射到月球虹灣‘嫦娥三號’著陸區(qū)域時，‘玉兔’號月球車通過獨特的‘喚醒電路’自動啟動，結(jié)束首個休眠，恢復各項功能。著陸器過月夜的原理大概也是這樣的。”張玉花說。

《 人民日報 》（ 2013年12月27日 09 版）