玉兔[中國首輛月球車]:玉兔號是中國首輛月球車，和著陸器共同組成嫦娥三號 -百科知識中文網

名稱由來

命名徵集

從2013年9月25日征名活動啟動開始至2013年10月25日，新華網、騰訊網共收到名稱方案19.31萬件，2013年10月26日，來自社會各界的14位評審委員分別從文化內涵、航天事業、民族特徵、創意等角度進行評審，經過多輪投票，最終選出玉兔號、探索號、攬月號、錢學森號、追夢號、尋夢號、追月號、夢想號、使命號、前進號10個名稱進入為期一周的網友投票。

投票階段網友踴躍依然，原定6天時間的投票在網友要求下延長4天。在10天的網上投票過程中，總計收到有效投票3445249張。其中，玉兔號得票649956張，排名第一；錢學森號得票609631張，排名第二；攬月號得票526606張，排名第三；尋夢號得票473096張，排名第四；前進號得票464984張，排名第五；探索號得票227764張，排名第六；追夢號得票183898張，排名第七；夢想號得票117927張，排名第八；追月號得票103377張，排名第九；使命號得票88010張，排名第十。

命名含義

“月球車的名稱，充分體現了全國人民乃至全球華人的意願，富有時代性、民族性、民眾性。”李本正說：“對徵集收到的名稱，組織了由科技專家和文化專家組成的評審會，依次進行入圍初評、網上投票和終審評審，選出了10個入圍名稱。收到有效投票344.52萬餘張，其中‘玉兔’號64.99萬餘張，得票第一，並通過終審評審。”

李本正說，在中華民族神話傳說中，嫦娥懷抱玉兔奔月。玉兔善良、純潔、敏捷的形象與月球車的構造、使命既形似又神似，反映了我國和平利用太空的立場。

“大眾的廣泛參與和評論飽含著民族文化的深厚內涵和對中國航天的豐富情感。”李本正說：“也有不少網友為月球車命名錢學森號，體現了公眾對我國航天事業奠基者的深切緬懷。”

2013年11月26日上午9時，國防科技工業局舉行新聞發布會，宣布“嫦娥三號”月球車名稱為“玉兔號”。

結構功能

結構設計

“玉兔號”的樣機，呈長方形盒狀，長1.5米，寬1米，高1.1米，周身金光閃閃，耀眼奪目。黃金甲”是為了反射月球白晝的強光，降低晝夜溫差，同時阻擋宇宙中各種高能粒子的輻射，支持和保護月球車的腹中“秘器”——紅外成像光譜儀、雷射點陣器等10多套科學探測儀器。

肩部有兩片可以打開的太陽能電池帆板，他的腿部是六個輪狀的移動裝置，“玉兔號”對“車輪”要求極高。研製中，科研人員曾拿出四輪、六輪、八輪以及履帶式等幾十種方案。最終，確定為“六輪獨立驅動，四輪獨立轉向”的方案。“玉兔號”上裝有一個地月對話通訊天線；頭頂的導航相機與前後方的避障相機；負責鑽孔、研磨和採樣的機械臂。

中國探月工程總設計師吳偉仁介紹：“玉兔號”實現了全部“中國製造”，國產率達99.9%。

月面移動

”玉兔號“具備20度爬坡、20厘米越障能力，可耐受330攝氏度溫差。月球重力約為地球的六分之一，表面土壤非常鬆軟，凹凸不平，有石塊、有隕石坑，還有陡峭的高坡。在這種環境中，月球車既不能打滑，更不能翻車。為了克服這些困難，“玉兔號”上有全景相機和導航相機，總計是四台。

通過相機“觀察”周圍環境，對月面障礙進行感知和識別，然後對巡視的路徑進行規劃。遇到超過20度的斜坡、高於20厘米的石塊或直徑大於2米的撞擊坑，能夠自主判斷安全避讓。月球車在月面“行走”風險重重，月壤細粒會大量揚起，形成月塵，一旦附著很難清除。月塵可能引起月球車很多故障，包括機械結構卡死、密封機構失效、光學系統靈敏度下降等。

在月表形貌綜合模擬試驗控制室，為模擬月球環境，科研人員特地從長白山運回與月球表面物質成分相近的火山灰，並通過鋼絲吊掛月球車，模擬微重力環境。經過測試，“‘玉兔號’在月面巡視時採取自主導航和地面遙控的組合模式，不僅可以自主前進、轉彎、後退，還可以原地打轉、橫向側擺，確保在危機四伏的月面上暢行無阻。”

休眠模式

由於月球晝夜溫差非常大，白晝時溫度高達150攝氏度，黑夜時低至零下180攝氏度。為適應極端環境，“玉兔號”月球車利用導熱流體迴路、隔熱組件、散熱面設計、電加熱器、同位素熱源，可耐受300攝氏度的溫差。月球繞地球轉一圈需要28天多，月球自轉也是28天。這意味著，月球上的一晝夜相當於地球上的28天。月面夜間最低溫度可以降至零下180攝氏度，電子設備根本無法工作。月球上的一晚上相當於地球上的14天。為此，科研人員為“玉兔號”設計了休眠模式——14天工作，14天“睡覺”。

該“睡覺”時自動進入休眠狀態養精蓄銳，該“起床”時又能自動喚醒重新投入工作。這種“日出而作，日入而息”的規律作息，極大地增強了“玉兔號”適應月表惡劣環境的生存能力。

經歷極低溫度後，“月夜喚醒”是一個難題。科研人員為月球車設計了可伸縮的太陽能電池

帆板

白天工作時展開，夜晚則收起來，將儀器設備包在裡面。這種“包裹式睡眠”，有助於保護各種儀器不被凍壞，確保月球車有剩餘電力“自主醒來”，重新展開太陽能電池帆板迎接陽光。

白天時，‘玉兔號’月球車的太陽能電池帆板還要調整角度，避免被陽光照射得太熱。最熱的月午，月球車還要進行‘午休’。“玉兔號”月球車設計壽命3個月，這意味著她要經歷3個月球白天和3個月球黑夜。所有的工作，要在月球時間的“上午”和“下午”完成。

系統組成

“玉兔號”月球車8個分系統——“玉兔號”月球車由移動、導航控制、電源、熱控、結構與機構、綜合電子、測控數傳、有效載荷8個分系統組成，被形象稱之為“八仙過海，各顯神通”。

移動分系統：採用輪式、搖臂懸架方案，具備前進、後退、原地轉向、行進間轉向、20度爬坡、20厘米越障能力；

導航控制分系統：攜帶有相機及大量感測器，在得知周圍環境、自身姿態、位置等信息後，可通過地面或車內裝置，確定速度、規劃路徑、緊急避障、控制運動、監測安全；

電源分系統：由兩個太陽電池陣、一組鋰離子電池組、休眠喚醒模組、電源控制器組成，利用太陽能為車上儀器和設備提供電源；

熱控分系統：利用導熱流體迴路、隔熱組件、散熱面設計、電加熱器、同位素熱源，可使月球車工作時艙內溫度控制在+55℃～-20℃之間；

結構與機構分系統：由結構和太陽翼機械部分、桅桿、機械臂構成，主要為各種儀器、設備、有效載荷提供工作平台；

綜合電子分系統：將中心計算機、驅動模組、處理模組等集中一體化，採用實時作業系統，實現遙測遙控、數據管理、導航控制、移動與機構的驅動控制等功能；

測控數傳分系統：保證月球車與地球38.4萬公里的通信以及與著陸器之間的通信；

有效載荷分系統：月球車配備的科學探測儀器，包括全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達、粒子激發X射線譜儀等。

月面著陸

踏上月球

2013年12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，“玉兔號”巡視器順利駛抵月球表面。

2013年12月14日21時11分，嫦娥三號成功著陸在月球西經19．5度、北緯44．1度的虹灣以東區域，隨即按計畫開展了著陸器與巡視器分離各項準備工作。

2013年12月14日23時45分，地面科技人員對兩器分離的實施條件，包括著陸點環境參數、設備狀態、太陽入射角度等，進行了最終檢查確認。隨後，向嫦娥三號傳送指令，兩器分離開始。

2013年12月14日，北京航天飛行控制中心飛控大廳螢幕上，嫦娥三號著陸器安然挺立在月面，太陽翼呈展開狀態。“玉兔號”巡視器立於著陸器頂部，展開太陽翼，伸出桅桿。

“巡視器移動至轉移機構條件確認。”3時10分，巡視器開始向轉移機構緩慢移動。

“巡視器移動到位。”4時06分，轉移機構正常解鎖，托舉著巡視器輕輕展開、降落，接觸月面，並在著陸器與月面之間搭起了一架斜梯。

隨後，“玉兔號”沿著斜梯款步而下。4時35分，“玉兔號”踏上月球，在月面印出一道深深的痕跡。著陸器監視相機完整地記錄下這一過程，並及時將成像數據傳回地面。

著陸地點

月球上有很多地方以“海”“洋”命名。古人望月，以為看到的是海，其實不是。虹灣區位於月球北緯43度左右、西經31度左右，南北長約100公里、東西長約300公里。月球車探測的只是虹灣區的一部分，大約5平方公里。之所以選擇在虹灣區落月是出於多種綜合因素的考慮，一是這裡比較平坦，落月比較安全，二是尚未有人類探測過，科學價值更高，三是能實現正面直接測控通訊，四是太陽光照較好，能保證探測器的太陽能電池板正常工作。

著陸過程

著陸器通過反推發動機緩衝，在月面上徐徐降落，艙門緩緩打開，彈出斜梯。月球車緩緩舒展蜷縮的身體，調整好姿態，走出艙門，滑下斜梯，開始漫步月球……此前，”玉兔號“月球車由著陸器背負，通過光學、微波等敏感器測量，在月球上空懸停、平移、避障，選擇最佳著陸點安全降落月球表面。在這個過程中，著陸器將採取路徑優、燃料省、誤差小的模式實現安全著陸。

“玉兔號”月球車可以依靠自主導航，選路線、上下坡、避障礙，走走停停，邊走邊“看”，並把探測到的數據自動傳回地球，幫助人類直接準確地了解38萬公里外的月亮。“玉兔號”月球車底部安裝了一台測月雷達，可發射雷達波探測二三十米厚的月壤結構，還可以對月球下面100米深的地方進行探測。

有限的時間，迫使“玉兔號”月球車高效工作——依靠各種先進設備，對月表進行三維光學成像、紅外光譜分析，開展月壤厚度和結構科學探測，對月表物質主要元素進行現場分析，等等。

技術特色

發射視窗

嫦娥三號七大難點之一是多視窗、窄寬度準時發射。嫦娥三號的發射與嫦娥二號很相似，也是直接發射到地月轉移軌道，這個軌道一般是從發射場到月球最近的距離。

要實現地球和月球共面軌道，基本就要求零視窗發射，根據地月運動規律，中國一般每月只有1至2次機會，每次有一個持續幾天的視窗期，在此期間每天的發射時間精確到幾點幾分。

但是嫦娥三號與嫦娥一號、二號略有不同，嫦娥三號發射還要考慮落月的地點與時間。進入月球軌道後，嫦娥三號一邊繞月飛行一邊調整姿態準備降落。月球一晝夜相當於地球28天，夜晚最低溫度達零下180度，為保證探測器有能源，看得清，且在一個比較適合的溫度下工作，發射時就要考慮到能在白天落月。

技術突破

在此之前，世界上發射並成功運行的月球車有5輛，其中兩輛是無人探測月球車，均為蘇聯在上世紀70年代發射的月球車1號和月球車2號，三輛是有人駕駛的月球車，是美國阿波羅15號、阿波羅16號、阿波羅17號的月球車。

中國的玉兔號月球車也是無人駕駛月球車，質量約140kg，與蘇聯的月球車相比是“小個子”，小而精焊，能完成任務就行了，也節約成本。

無人月球車難度更大，因為上面有很多儀器，要保證在無人的狀態下行駛，儀器能正常工作，有人駕駛的月球車主要作為一個交通工具，擴大航天員在月球上的活動範圍，上面基本沒有什麼儀器，由航天員駕駛行駛起來也相對容易一些。

距離上次月球車登月已過去近40年，電子設備、探測儀器都非當年可比，無論是材料、驅動系統的選擇還是探測儀器，過去都不可能有，因此中國的月球車比之前的先進是肯定的，儘管某些方面不是當今世界最先進的，但肯定不完全是上世紀70年代的重複。

科學進展

月壤探測

2014年1月14日21時45分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，“玉兔”號月球車舒展“玉兔之手”——機械臂，對腳下月壤成功實施首次月面科學探測。這次探測任務的成功，標誌著中國突破了月面高精度機械臂遙操作控制技術，實現了38萬公里之外的機械臂毫米級精確控制。”

由於受“玉兔”號月球車活動維度限制和避障因素影響，“玉兔之手”完成對一個預定目標點的探測，一般要經過十七、八個操作步驟，幾乎每一步操作都要經過極其精密的計算。2013年12月23日凌晨，北京航天飛行控制中心曾控制機械臂進行投放測試，目的是為此次月壤元素成分探測以及其他科學探測工作做先期技術驗證。

2014年1月19日，嫦娥三號探測取得階段性成果 “玉兔”號探到月表下140米。在北京航天飛行控制中心遙操作廳，機械臂控制軟體設計師榮志飛說：“此次探測的精度要求高，操作控制難度大，就如同控制38萬公里之外的‘手’穿針引線，稍有偏差就會前功盡棄。”

巡視探測

嫦娥三號著陸器上的月基天文望遠鏡，在近紫外波段對各種天體變源的亮度變化進行連續監測，觀測到23顆星象。“玉兔號”月球車上的全景相機在多點對著陸器進行成像，並對巡視器周圍月面進行360度環拍，獲取了多幅圖像數據。測月雷達獲得兩個通道探測數據，分別探到了月表下140米內和10米內的淺層結構。這些科學探測數據為建立巡視探測區地形地貌、地質構造，物質成分和淺層結構於一體的綜合地質剖面，以及區域地球化學與構造動力學研究打下了基礎。

科學發現

玉兔號月球探測車在C1隕石坑周邊進行了114米的地質實測，取得了豐富而珍貴的月球地質資料。眾多科學家根據這些資料工作的成果，發表在了世界頂級科學期刊《科學》（Science）上。由“玉兔”車攜帶的測月雷達探測到的數據顯示，嫦娥三號著陸區表面下至少分為9層結構，這表明在那裡曾有多個地質學過程發生，對於探索月球的岩漿演化歷史和後期改造作用具有非常重要的意義。這也是中國嫦娥探月工程實施以來，首次在國際頂級學術期刊上發表科學成果。

發生故障

控制異常

2014年1月25日在進入第二個月夜休眠前，中國第一輛月球車“玉兔”號受複雜月面環境的影響，月球車的機構控制出現異常。此前嫦娥三號著陸器在2014年1月24號凌晨進入了夢鄉，但是在自主喚醒後的第二個月晝期間，嫦娥三號探測器上的科學載荷已經陸續地開始科學探測任務。著陸器上的月基光學望遠鏡也開展了觀天探測，極紫外相機對地球電漿層也進行了觀測。這兩項都為世界上首次月面發展的探測活動。此外，兩器之間還開展了UHF等通訊實驗，月球車在此期間還進行了巡視，在多個探測點都開展了相關的探測工作，測月雷達、全景相機、粒子激發X射線譜儀、紅外成像光譜議都取得了大量的科學探測數據。

但是在第二次月夜休眠之前，因為月面環境比較複雜，有零下180度的溫度等等的這些各種因素的影響，月球車的機構控制出現了異常，有關方面正在組織專家進行排查。據了解，月球車上包含氫、氦、鋰等至少40多種化學元素，在今天實驗階段又涉及到另外的幾種元素。自2013年12月14號嫦娥三號實現月面軟著陸以來，其實著陸器和月球車已經完成了兩個月晝夜期間的工作，也期待著它能儘快恢復正常。

網友祈福

持續關注中國玉兔號月球車動態的@NASA中文（並非NASA官方中文微博）在微博上評論，玉兔本來就屬於月球”，並附蠟燭圖案示意悼念。 2014年2月10日被認為是“玉兔”所在月球虹灣區結束月夜日子，上月25日宣布“啊……我壞掉了”的月球車被數億網友期待在這天能夠重新被“喚醒”。

全面甦醒

“嫦娥三號”結束第二次月夜的日子，玉兔號並未走出睡眠狀態，探月工程新聞發言人裴照宇2014年2月12號9點半稱玉兔已全面甦醒，但仍存在故障無法移動。

2014年2月23日凌晨，嫦娥三號著陸器再次進入月夜休眠。此前，“玉兔”號月球車於2014年2月22日午後進入“夢鄉”。

探月工程副總設計師、中國航天科技集團科技委副主任於登雲表示，以前沒故障時，“玉兔”可以在月球自由行走，狀況就是動彈不了。以前美國發射的火星探測器也出現過動不了的情況。工作人員並沒有放棄對故障的分析和排查。以後有可能“玉兔”在某種情況下能恢復正常。因此，“‘玉兔’會不停被喚醒，不停休眠，不停工作，等到完全喪失功能為止。”

帶病喚醒

2014年7月嫦娥三號探測器系統副總指揮、副總設計師，上海航天技術研究院張玉花研究員表示，“玉兔”已成功喚醒，但故障仍未排除。

張玉花介紹，“玉兔”號2014年1月開始出現機構控制異常，第二月晝期間“玉兔”號在行進中被石塊磕碰“受傷”，隨後“帶傷”進入在月球上的第二個夜晚。2月中旬，第三月晝來臨，科研人員想盡各種措施，呼喚“小兔子”醒來。就在人們覺得希望渺茫的時候，“玉兔”成功喚醒，張玉花稱，“它比我們預料的更棒更頑強”。

超期服役

2014年9月4日，中國探月工程總設計師吳偉仁澳門表示，6日“玉兔號”月球車將進入第十個月晝工作期，其4台科學載荷——全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀、粒子激發X射線譜儀運行正常。

“而著陸器目前的身體狀態也非常好。”吳偉仁說。由國家航天局和澳門特區政府聯合主辦的《九天攬月——中國探月工程展》，4日舉行新聞發布會，吳偉仁應邀介紹中國探月工程發展，並向與會媒體透露了當前嫦娥三號任務的最新情況。“月球車出現故障，說明我們對月球環境仍然缺乏了解，比如對月塵的認識非常不足。”吳偉仁說，月塵比我們地球上沙漠裡的沙子要細小得多，精密的月球車只要有一點點月塵進入，就有可能造成短路，從而讓其移動系統發生故障。除了移動系統外，月球車搭載的四大科學儀器運行正常。“‘玉兔號’的設計壽命是3個月，目前已經工作到第十個月了，算是超期服役。不可否認，它的功能也會隨著時間的延長而逐漸衰竭。”

停止工作

2016年7月31日晚，“玉兔”號月球車超額完成任務，停止工作，著陸器狀態良好。玉兔號預期服役3個月，時間過去了兩年半多，也是超長服役兩年多，玉兔號是中國在月球上留下的第一個足跡，意義深遠......正是這些作為墊腳石的探測器們，為將來還會進行的載人登月鋪平道路。

回顧

2013年12月2日1時30分，中國在西昌衛星發射中心成功將由著陸器和“玉兔號”月球車組成的嫦娥三號探測器送入軌道。

2013年12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，“玉兔號”巡視器順利駛抵月球表面。

2013年12月15日23時45分完成玉兔號圍繞嫦娥三號旋轉拍照，並傳回照片。

2014年1月25日凌晨，嫦娥三號月球車進入第二次月夜休眠。但在休眠前，受複雜月面環境的影響，月球車的機構控制出現異常。

2014年2月10日，第一次玉兔號喚醒失敗。

2014年2月12日夜，玉兔號月球車已全面甦醒，狀態趨於好轉，但是出現問題的“機構”仍然有待進一步恢復。

2014年2月23日凌晨，嫦娥三號著陸器再次進入月夜休眠。此前，“玉兔”號月球車於2014年2月22日午後進入“夢鄉”。2014年4月設計壽命已滿。2014年7月玉兔號帶故障被喚醒。9月首次發布拍攝落月區全景圖。

2014年9月6日“玉兔號”月球車進入第十個月晝工作期，超長服役7個月。

2015年3月24日，“玉兔”進入了第四個月夜休眠期。雖然之前“玉兔”出現了機構控制異常，但其實它只是無法如常運動，“腳不太靈光了，但腦子、嘴巴、心臟、耳朵都正常。”在過去10多天的月晝期間，“玉兔”除了原來的故障沒有排除外，其他都是正常的。功能和原來相比沒有太大變化，載荷也沒有太大變化，“只要還可以用，我們還會繼續用。”

“玉兔”下一次被喚醒的時間在2015年4月10日左右。雖然“玉兔”目前還不能動彈，但有信心再次喚醒它。當然，畢竟人類對月球的環境不是很了解，不排除還會出現其他情況，要等到4月10日看具體情況。

玉兔號在月球發現新型岩石：30億年前形成。據《科技日報》2015年12月23日報導，本周出版的英國《自然-通訊》雜誌23日公布的一則行星科學論文中，中國與美國科學家報告發現了月球表面的一種新型岩石，在過去的月球探測任務和月球隕石研究中均沒有被採樣過。

故障情況

玉兔號運行了1個多月就無法移動了，說起這個故障，設計上有兩處做得不到位。一是對月球環境有認識，但認識不到位；二是對可能出現的故障處理措施不到位。比較科學的解釋是：①由於月球車要輕小型化，所以設計得高度集成，相應部分沒有備份；②所有輪子的驅動機構控制電路都在一塊板子上，現在看有可能是一個驅動電路的電源有短路現象。根據地面的模擬試驗和推測，由於輕小型化，導線很細，可能是在它行走過程中駛過一塊大石頭時，有條導線表皮被石頭割破了，導線與月球車支撐體短路，這是最大可能性。但由於玉兔號在月面，難以驗證，我們在後續設計時已充分考慮了這點，並採取了有效措施。航天探索有很多未知數需要人類不斷探尋，有很多問題需要重新認識。我希望奇蹟發生，但是到目前為止，奇蹟還沒有發生。

嫦娥三號

嫦娥三號是中國航天領域迄今最複雜、難度最大的任務之一。這是中國太空飛行器首次地外天體軟著陸，此次探月將為中國航天員登月打下基礎。嫦娥三號任務作為探月工程二期主任務，是‘繞、落、回’三步走中的關鍵一步，對整個探月工程乃至航天事業的發展具有重要意義。中國分別於2007年、2010年成功發射嫦娥一號、嫦娥二號。

探測器構成由著陸器和巡視器組成，肩負著中國太空飛行器首次地外天體軟著陸的重任。著陸器將“懷抱”“玉兔”號巡視器落月，然後“玉兔”號駛離著陸器在月面進行為期約3個月的科學探測。著陸器則在著陸地點進行就位探測。

嫦娥三號任務是中國太空飛行器首次地外天體軟著陸，使用了多項新研產品和技術，創新性強，技術複雜，難度極高，風險巨大，責任重大，使命光榮。工程全線要發揚大力協同的優良傳統，堅定信心，團結奮戰，攻堅克難，嚴慎細實，高標準、高質量、高效率完成後續工作，確保任務圓滿成功，再創中國航天事業新的里程碑，為實現航天夢、中國夢做出新的更大貢獻。

玉兔[中國首輛月球車]