月面环境甚至比火星更复杂

　　之所以有大量月球探测器出现故障，其主要原因主要有：一是月球离地球较远，这就给发射、测控、入轨、着陆、返回等带来很多困难；二是月面环境十分恶劣，甚至比火星环境更复杂，特别是在月球表面，它主要表现为大温差、长月夜、强辐射、高真空、弱重力、无磁场、坑很多、月尘多、月壤细且松软等，这其中的任何一项都会对月球车产生影响，有的甚至足以致命。

　　例如，从月表的路况上看，太阳紫外线辐射的影响，月壤细粒会周期性地升起，月球重力是地球的1/6，月球车行走时更容易带起大量月壤细粒，形成月尘。月尘可能进入甚至覆盖月球车所载仪器设备，一旦附着很难清除。月尘可能引起月球车很多故障，包括机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。月球车受到了微粒非常细小的月球尘埃影响，月球尘埃会使轴承、齿轮和密封的其他机械结构产生磨损。月球表面尘埃带电，会给太阳能电池、光学器件等带来不利影响。月面覆盖着厚度不等的月壤层，并存在大小不等的月坑和岩石，其物理力学特性和月表地形都与月球车移动性能直接相关。

　　因为缺乏大气，月球车将完全暴露在多种宇宙射线下，强烈的电磁辐射可能破坏电子遥控系统，这对接收系统的最大接收功率提出了相当高的要求。月球每天都会直接面对超新星与太阳风暴等大量宇宙射线，而当宇宙射线击中月球表面时，会引发微型的核反应，其结果就是月球表面也产生大批危险的次级辐射。

　　另外，月球表面崎岖不平，石块、陨石坑遍布，而土壤非常松软，这都会降低月球车的行进效率。而低重力导致的摩擦系数降低，使得在月球上行走远比地球上容易打滑，这对月球车的控制系统提出了更高的要求。在这种情况下，月球车既不能打滑下陷，还要能爬坡越障，需具备“眼观六路、耳听八方”“独立思考、自主判断”的本领。

　　月球的一天约相当于地球的28天，而且14天是阳光普照的白天，14天是寒冷的黑夜。在月球上，受光部位的极限温度可达150℃，未受光部位的温度则为-130℃至-60℃，而到了夜间，温度会降到-180℃，有些地区甚至低至-200℃。所以长达十多个地球日的漫长月夜、超过300℃的昼夜温差，都可能成为月球车的“健康杀手”。因为很多设备的工作温度都有严格限制，在这么低的温度下，所有的电子仪器都会被冻坏的，即使天亮后太阳出来了也不能恢复工作。要保持这些仪器设备不被冻坏的最低温度是-50℃。另外，在月夜期间不能用太阳能电池发电来保温。月球车的温度太高也不行，要控制在50℃以内。

　　月面巡视过程中的自主导航与遥控操作也很难。巡视探测任务要求月球车能够进行视觉定位，即对周围环境进行感知，自主完成近距离障碍识别和局部路径规划、多轮运动协调控制和避障或越障，实现远距离行驶，安全到达指定位置，并保障自身的稳定工作。

　　延伸阅读

　　地面试验验证

　　难度很大

　　在月球车的研制过程中，科研人员要对月球环境进行大量模拟、实验、测试，以便采取多种措施应对，包括近百种应急预案。但用月球车进行巡视探测的一大难点就是发射前在地面试验验证难，而且人类对月球复杂环境了解有限，所以在实际探测中还会遇到很大风险、很大挑战。

　　月球探测是一项非常复杂并具高风险的工程，在探月过程中出现异常在所难免。任何一项复杂的科研工作都是波浪式前进的，太空探索更是如此，因为人类对月球和其它地外星球知之甚少，而且距离遥远，探测它们必须冒很大风险，经历各种考验，排除各种困难，才能有所收获，然而这也正是太空探索的魅力所在。

　　（作者为《国际太空》杂志执行主编、北京空间科技信息研究所研究员）