月球车是如何工作的

1972年12月，阿波罗号宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特花了大约75个小时探索月球的金牛座-利特罗山谷。这两人是最后在月球上行走或乘坐的人类——在月球漫游车的帮助下进行探索。

照片礼貌美国国家航空航天局

这是20世纪70年代早期的阿波罗号宇航员挂在了月亮有一些同事。穿着必要的笨重宇航服，他需要探索几英里外的一个陨石坑，所以他朝火星车走去。他爬上14英寸(35厘米)，坐在铝制底盘中央隔间的草坪椅式座椅上。月球车大约10英尺长(3米)，6英尺宽(近2米)，近4英尺高(1米)。它和现代大众甲壳虫差不多大。

他的搭档和他一起坐在另一个座位上，第一位宇航员正在巡视LRV。通信设备(用于图像和数据的高增益天线，用于语音和数据的低增益天线电视摄像头)，电源(2台36伏电池)和导航设备位于前车厢。在中心隔间是两个座位，显示单元和手动控制器驱动LRV。他们身后的储物间装着科学和岩石取样设备(工具、包)。在它们下面，漫游者的四个轮子各由两个组成铝车架(一种内框和外框)，而轮胎本身是由镀锌钢琴丝网和钛人字形胎面制成。

指定的司机在LRV船员中心的展示架上俯视，以获得他的轴承。导航显示坐在顶部有计算机显示器，a太阳罗盘，速度显示（0-12英里/小时，0-20 kPH），重置按钮和轨道斜坡上的斜面仪表。在底部是电源开关，可分配来自两个电池的电源，电池电量监视器和控制的开关电转向电机和驱动电机。

在宇航员可以开始驾驶之前，他必须完成启动清单，这是阳光下的阳光下的第一步。一旦他给予任务控制的人员，他们会发回数据来编程导航电脑．这个读数为LRV导航计算机提供了登月舱附近的参考点。登月舱是阿波罗登月舱，是他们在月球上的基地。在运行过程中，计算机通过a陀螺仪并通过车轮转数测量距离(范围)。显示屏上的指南针显示的是月球北部。

一旦清单完成，就该出发了。

阿波罗17号指挥官Gene Cernan驾驶着LRV

照片礼貌美国国家航空航天局

这阿波罗LRV本身没有带方向盘。但是，它确实有一个手动控制器，位于扶手上的显示控制台后面，这协调了转向，驱动电机和制动器。控制器位于船员中心的中心，以便宇航员虽然通常由指挥官亲自驾驶，但他还是会开车。它还带有一个t型手柄，便于与笨重的手套一起操作。

LRV的每个轮子都可以由一个电发动机和转向独立于其他车轮，以便LRV可以转向，即使一个转向联动失灵。同样，每个轮子也有独立的刹车。为美国国家航空航天局，冗余一直是优先事项。此外，该设置允许紧紧转弯半径为10英尺（3米）。

t型手柄可以向左、向右、向前或向后旋转，并向前或向后移动。它还配备了一个按钮，可以锁定控制器在前进方向上使用，以及一个环，以释放驻车刹车。手动控制器的动作像这样引导着LRV:

让我们回到我们的两名宇航员探索陨石坑的旅程。LRV的悬架将不平坦地形的颠簸程度降到最低，但它们还是被固定在脚点、把手和安全带上。虽然LRV的设计爬坡角度可达25度，也可行驶40英里(67公里)，但它们的飞行距离不会超过6英里(10公里)。如果月球车失败了，他们仍然可以在生命维持系统耗尽之前走回太空舱。

意外的问题，机械的或其他的，确实发生了。例如，在阿波罗17号的任务中，指挥官吉恩·塞尔南(Gene Cernan)经过时，宇航服口袋里的锤子卡住了火星车的挡泥板，把它弄断了一块。挡泥板挡住了漫游者网轮卷起的月球灰尘。如果宇航员没有修理挡泥板，车轮就会把宇航员和设备淹没在月球尘埃中——这对宇航员和设备都是危险的。他们用层压地图和胶带制作了一个新的挡泥板，这样他们就可以继续使用这辆车了。很巧妙的。

一旦LRV到达目的地，就会发生什么？

一旦宇航员到达目的地后，他们停下来，踩下停车刹车。爬出来后，他们重新调整高增益和低增益天线地球这样他们就可以和任务控制中心联系了。任务控制控制LRV电视在宇航员部署设备和拾取岩石和土壤样本的同时远程相机，它们在LRV的后面放置。

但它们能以岩石样本的方式运输多少呢?虽然LRV本身在地球上的重量为460磅(209公斤)，但它可以完全承载1080磅(490公斤)的重量。其中包括两名穿着宇航服和背包的宇航员(800磅或363公斤)、通信设备(100磅或45公斤)、科学设备(120磅或54公斤)和月球岩石(60磅或27公斤)。美国国家航空航天局]。如果发生了一些更大的标本才能抓住宇航员的眼睛，那么样品的实际上不是一个大量的重量津贴。

一旦他们在网站上建立了目标，宇航员就会进入另一个网站并重复他们的工作。他们在返回月球模块之前访问单个游览的多个位置，以卸载样本，休息和准备第二天的月球行走。

这个非凡的飞行器扩展了我们的月球探索范围。在阿波罗17号任务期间，距离登月舱4.7英里(7.6公里)的最长单次LRV驱动记录为20.5英里(20.1公里)。

现在我们已经体验了阿波罗LRV，让我们来看看更新的月球车概念。

Space Wate工程师Dustin Gohmert驱动NASA的新月卡车原型通过Johnson Space Center的月球场。卡车是建造的，以使东西变得容易。

照片礼貌美国国家航空航天局

而阿波罗LRV主要用于扩展探测器的探测能力宇航员在短暂的停留期间月亮那美国国家航空航天局计划在月球上建立一个基地，以执行更长时间的任务——几个月到几年，而不是阿波罗的日子。更长的任务需要能够做重工作的车辆，比如建筑、挖掘和搬运货物。为此，美国宇航局设计了一辆月球卡车的原型。

月球卡车是一种用于在月球上旅行的移动平台。像它的阿波罗前辈一样，它没有加压，所以宇航员在操作时必须穿宇航服。该卡车的设计目的是运送货物，美国宇航局正在探索在其上添加其他设备的可能性，如挖土机或起重机。这辆卡车打算最多运载四名宇航员。

宇航员司机站在司机的鲈鱼身上。他或她可以在任何方向上环顾四周来移动卡车。卡车有六个轮子，每个轮子有两个轮胎。轮子可以在360度的旋转中独立地转向。此设置为卡车提供了巨大的机动性。它可以进入任何方向：向前，向后，侧向或其任何组合。

两台电动机通过双速变速器为卡车提供动力。卡车可以降落到地面，然后以4000磅(17800牛顿)的升力重新升起。它可以获得15英里每小时或25公里每小时的最大速度时，空载。

月球卡车的原型是在美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心开发的，并在该中心位于华盛顿州摩西湖的月球模拟区域进行测试。在那里，沙丘可以模拟月球的环境。

让我们看看新的加压漫游者概念。

你觉得你能在里面生活和工作三天吗?

照片礼貌美国国家航空航天局

这两个阿波罗LRV和太空卡车是并将通过宇航员在宇航服．这意味着月球探索受到宇航服提供的生命支持长度的限制。非增压漫游者的另一个缺点是，他们不能保护宇航员免受太阳耀斑事件的影响，这可能会使他们暴露在致命剂量的辐射中。但是一个带有加压环境的漫游者将允许宇航员探索更多的地方月亮为意外的太阳事件提供紧急庇护

这就是美国宇航局小型增压漫游者的想法。SPR由一个安装在月球卡车底盘上的加压居住舱组成。从SPR，宇航员可以探索月球表面的驾驶舱与广阔的视野。他们还可以将该模块装备为野外科学站。事实上，SPR几乎可以去月球卡车去的任何地方。

漫游者的居住舱(或生活环境)将允许两名宇航员(紧急情况下有四名)在一个“舒适的环境”中舒适地生活和工作三天。“衬衫袖环境”指的是宇航员不需要穿宇航服。月球基地是另一个这样的环境。

加压模块有一个小的浴室比如，一个可以用来做海绵浴的喷雾喷头、隐私窗帘、工具柜、工作台和两个可以折叠成床的工作人员座椅。宇航员必须补充水分食物因为这里没有厨房。所有的功能都节省了空间。在亚利桑那州的实地测试中，宇航员迈克·格恩哈特报告说，它感觉很舒服，甚至像航天飞机[来源：美国国家航空航天局]。

通过使用气闸对接舱口，宇航员可以从一个相邻的环境进入和退出模块。他们还可以通过太空舱直接进入和离开月球车，而无需给居住舱减压。这是阿波罗号宇航员会羡慕的壮举，因为他们在离开和重新进入时必须对整个登月舱进行减压和再加压。与阿波罗号不同的是，宇航员不需要把布满灰尘的宇航服带进去，从而保持栖息地内部的清洁。在宇航服的测试中，宇航员可以在10分钟或更少的时间内穿上宇航服。

在任何栖息地，比如登月舱或航天飞机，这些仪器都会产生热量。为了保持内部温度恒定，必须将多余的热量排入外层空间。登月舱通过蒸发水排出热能。航天飞机使用散热器。SPR的栖息地模块通过融化太空舱周围的冰来消除内部热量，这减少了漫游者必须携带的水量。

美国国家航空航天局最新的漫游者登上了亚利桑那州黑点熔岩流的山顶，这里是2008年沙漠大鼠——或称研究和技术研究——测试的地点。

照片礼貌美国国家航空航天局/里根Geeseman

在新的月球车概念接近月亮在美国，它们将在类似月球的环境中进行反复测试。这样的环境应该具有与月球相似的地形，理想情况下可以经历极端温度。美国国家航空航天局它喜欢在几个地方尝试自己的理念。

华盛顿州摩西湖(Moses Lake)的沙丘等沙漠环境。和亚利桑那州的布莱克波特。那provide out-of-this-world-type terrain, as well as extreme heat, like the temperatures encountered in direct lunar sunlight. Cold temperatures and lunar landscapes can be found at the Haughton base on Devon Island in the Arctic Circle. Antarctica also provides a similarly well-suited environment for testing lunar rover and lunar base concept technologies.

在最近在黑点进行的为期三天的SPR测试中，一个由宇航员地质学家被要求通过SPR尽可能多地了解熔岩流。宇航员迈克·格恩哈特(Mike Gernhardt)报告称，参与者花在室内的时间更少宇航服他们的工作效率更高。参与这项计划的每个人都称赞这次测试是成功的。参与者甚至学会了如何在穿着宇航服的同时换爆胎[来源:美国国家航空航天局]。

目前，只有中国和美国在积极推进载人登月计划。中国最近推出了一款核动力机器人月球车，但他们还没有讨论载人月球车。到目前为止，美国宇航局在将人送上月球以及设计和操作月球探测车方面有更多的经验。

月球卡车和SPR只是NASA探索部门“重返月球”项目中的两项技术。美国国家航空航天局也在开发和测试月球基地的充气栖息地等概念。最终，猎户座CEV和战神火箭可能会取代目前的航天飞机。有了这些技术，NASA希望能在2020年让人类重返月球。

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