嫦娥六号即将返回地球,探月的接力棒已经交到嫦娥七号手中,相比嫦娥六号所携带的装备,高度智能化的“机器狗”无疑最抢眼球。

目前公布的资料还比较有限,从照片看,嫦娥七号的机器狗是一个有六条腿的探测器,上面装有太阳能板,这副模样很容易让人想起前段时间解放军遛的机器狗。

军用机器狗不仅能侦查、开枪,还可以发射榴弹和无人机,火力强大,嫦娥七号的机器狗自然不会携带武器,但科技含量比军用机器狗还要高。

嫦娥七号的机器狗都有哪些黑科技?它的任务是什么?嫦娥七号又肩负着什么使命呢?

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嫦娥七号的使命

要搞清楚嫦娥七号为何要带这么一只怪模怪样的机器狗,首先要清楚嫦娥七号去月球干什么。

我国的探月工程是步步为营,环环相扣的,最终目的是在月球建立国际月球科研站,围绕这一目标,嫦娥七号、八号将在2030年之前,在月球南极建设一个月球科研站的基本型。

嫦娥七号最重要的任务,就是要在月球南极“找水”,这里说的水,并不是像在地球上一样哗哗流动的水,而是游离状态的单个水分子,也就是羟基(-OH)。

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此前,科学家发现月球土壤中是含有“水”的,只不过含量极低,平均一吨月壤中只有180克羟基,这种“水”很难提取出来,所以说在月球上想要开发水资源,供人饮用或是工程使用,根本就是不可能的。

那为何还要找水呢?这是因为,含水量高的月壤,可以成为人类的建筑材料,在后期建设月球科研站的时候使用,这就可以实现在月球上就地取材,而不用将大量建筑材料从地球上运过来,将大大节省时间和成本。

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我们知道,在建筑行业,人们大多是使用河沙来作为建筑材料,而不会选择沙漠中的沙子,这是因为沙漠的沙子太过光滑圆润,而且颗粒非常细,难以和沥青、水泥混合在一起,这和沙漠缺水干旱、长期风化的自然条件分不开。

月球表面覆盖着大量的细沙,但同样不适合做建筑材料,而含水量高的月壤,就完全有这个可能,当然,我们不会把月壤和水泥、沥青混合在一起使用,而是会把含水量高的月壤作为原料,通过3D打印技术,制造出建设科研站所需的材料。

3D打印技术可以将粉末状的材料逐层堆叠,精准打印出人们指定的物品,如果月球上的沙砾土壤符合一定的特性,就可以作为材料来使用。

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目前,我国多所高校正在进行这项研究,并且利用仿月壤的土壤烧制出砖块,其强度和硬度都非常优越,完全可以作为建筑材料来使用。

但在月球上寻找含水量较高的土壤,并不是一件容易事,月球表面环境近似于真空,水分子很难在这里存在。

一般认为,月球上水的来源有三种可能,一是在月球形成初期,组成月球的物质中本身含有少量水分,二是彗星或陨石撞击带来了水,三是太阳风中的氢原子,跟月球上的氧原子结合形成了水分子。

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这些水在月球上依然很难长期保存,太阳风就能把它们吹走,相对来说,月球南极是最有可能存在水的,因为那里很少会有日照,水就更有可能被保存在土壤当中。

但是月球南极的地形极为复杂,大大小小的陨石坑多不胜数,而找水又要寻找尽可能深的陨石坑,靠以往那种使用轮子的月球车不可能实现这样的探测,于是,嫦娥七号的机器狗就横空出世了。

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嫦娥七号的机器狗

嫦娥七号的整个系统包括“四器一星”,分别是月球轨道器、着陆器、巡视器、飞跃器以及中继星。

这里面,飞跃器就是“机器狗”的学名,它将成为嫦娥七号找水的“先锋”。

由于嫦娥七号要专门寻找陨石坑较多的地方降落,所以机器狗有了六条腿,这样的设计可以让它在面对各种复杂地形时,更容易通过,遇到大石块或是深坑,迈开大长腿跨过去就行。

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它的身体部分是一个“方盒子”,里面装的是燃料罐,周围一圈有好多小型发动机的喷口,整体来说,这样的结构其实就是一枚“小火箭”,所以,机器狗不光可以迈着六条腿在月球上健步如飞,还可以腾空而起,来一次自由飞翔,要不怎么会叫“飞跃器”呢。

这样的结构,大大增加了机器狗的探测范围,一次飞行至少可以跑出去几十公里,不过它不可能像无人机那样飞行,因为月球上没有空气,任何螺旋桨这样的装置都没法用,所以只能用火箭发射的方式进行飞行。

这种飞行方式是完全依靠燃料进行的,所以机器狗也不能总是飞行,大概飞三次,燃料差不多就耗尽了,更主要的能量来源,还是要靠太阳能板来收集太阳能。

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依靠太阳能,机器狗可以在月球表面工作很长时间,大家如果还记得玉兔二号月球车,就会知道玉兔二号已经在月球工作了五年多,这次又多了只“月球狗”和它作伴。

除此之外,机器狗还要完成月球土壤成分分析、测绘月球地形等任务,为未来月球基地的选址提供依据,面对未知的领域,只有像月球狗这样通过性高,灵巧智能的探测器才能完成任务。

嫦娥七号的巡视器,也就是月球车,比它的前辈要更加先进,众多智能化技术将得到应用,而着陆器也比以往的更大更沉,携带的载荷更多,巡视器、着陆器、飞跃器,这三者将在月球上长期工作,届时,它们之间会相互拍照,嫦娥七号的月球之旅,看来要热闹很多。

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在月亮上安个家

嫦娥七号将于2026年发射,目前,已有7个国家和国际组织的6个载荷,确定要和嫦娥七号共同奔月,我国在探月工程上的国际合作更加深入。

在某种程度上,我国探月零失误的成绩,可能也是这些国家愿意与中国合作的原因,谁都希望能够和一个可靠、稳定、技术先进的国家进行合作。

嫦娥七号任务相比于以前的任何一次探月,其难度都是只大不小,这将是人类探测器第一次在月球南极降落,事前完全没有降落地点的具体资料,只能初步选定一些降落点,等到嫦娥七号快要着陆时再最终确定,难度可想而知。

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同时,嫦娥七号将在月球南极长期工作,就必须面对这里的严酷环境,一年中约有100多天没有光照,气温达到零下100多度,这对器材的质量提出了很高的要求。

此后的嫦娥八号预计将于2028年发射,它的任务是在月球上寻找各种资源,同时要对这些资源进行实验,看看是否能供人类使用,甚至要验证能不能盖房子,能不能造砖块,还要对月球上的通信进行实验。

嫦娥八号将和嫦娥七号配合,共同建造一个科研站的基本型,也算是为后续的国际月球科研站先“打个样”,到了2030年,我国的载人登月就会实现,在之前一系列的科研工作铺路之后,宇航员再去月球完成进一步的工作。

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我国计划建设的国际月球科研站,也引起了众多国家的关注,并表示愿意与中国携手合作,该计划预计2035年建成一个基本型,以月球南极为核心,开展更为详细深入的月球研究探索。

而月球科研站的拓展型,则会以月球轨道站为枢纽,计划2045年之前建成,此时,人类就可以开展以月球为基地的综合科学研究,为人类走向深空打好基础。

目前,我国对月球科研站的设想,主要集中在五大科学主题方面,包括月球“考古”,破解月球的起源与演化问题;巡天揭秘,研究宇宙是如何演化的;日地联系,探寻类地球生存环境的本质;基础实验,开展月球生态、基础科学实验;资源利用,开发利用月球各类资源。

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当然,随着科技发展,肯定会有更多的领域被拿到月球科研站进行研究,月球科研站将会从科研实验型,逐步成为实用型、多功能的太空科研基地,这将是人类在太空中的第一个家园,将长期进行外太空研究以及载人航天行动,为下一步的火星探索提供经验。

中国的太空探索是一场迈向星辰大海的壮举,一幕幕科幻小说中的场景,正在慢慢成为现实!中国智慧与中国方案,必将让科技成为真正造福人类的工具,实现人类文明不断地发展与进步。

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环球网:《中国探月工程总设计师:嫦娥七号计划2026年前后发射,去月球南极找存在水的证据》
齐鲁晚报网:《新知!嫦娥飞天,月宫探宝》