媒體解析玉兔月球車：小身板大載荷“機關”重重
北京時間今晨4時35分，嫦娥三號着陸器與巡視器分離，“玉兔號”巡視器順利駛抵月球表面。
中國“玉兔”是一隻1米1高、1米5長、1米寬、體重140公斤的銀色“兔子”，有着一對太陽能帆板做翅膀，六隻輪子為腳掌。在電視畫面中，人們可以看到它自如地越障、過坑、爬坡、休眠、喚醒，但卻很難想象它背後的種種機關。
測控數傳
九天探月一線牽
在幾十萬公里外的月球表面，嫦娥三號要實現與祖國的聯繫，要按要求完成自己的行程，就需要通過測控數傳分系統，將大量的科學數據傳回地面。如果説翱翔天際的太空探測器像風箏一樣，那麼，測控數傳分系統就是探測器繫着祖國的風箏線。
嫦娥三號巡視器天線輻射性能受環境影響大，面臨未知的月球表面狀態，工況複雜，風險極大。為此，嫦娥三號探測器採用了新型天線設計方案，實現了天線半球空間全向高增益輻射性能。為了降低天線受車體影響的程度，科研人員還為天線增加了支架，支架採用碳纖維複合材料，可以有效減重、加強架構。
太陽翼
重複展開創紀錄
目前，國內航天器太陽翼展開大都是採用同一展開方向、一次性連續展開的方案；配備首個可重複展開的太陽翼，是“玉兔”號月球車的一大創新——月晝時月球車在月面行駛並進行一些科學探測活動，這時月球車上的太陽電池翼可以展開對日定向提供動力；月夜來臨，月球車停止行駛和工作進入睡眠狀態，為防止其“腹腔”內的機電產品、設備完全暴露在極寒温度下，太陽電池翼能夠自動收攏，猶如在“腹腔”上蓋了一條毯子，起到保温的作用。
艙體
“小身板”大載荷
月球車結構機構分系統由結構、桅杆、太陽電池翼、機械臂四個子系統組成，其中組成巡視器的所有單機，均通過結構進行承載。
結構子系統的艙體安裝着各種儀器設備，其長1410毫米、寬820毫米、高651毫米，分為上下兩層，下艙體安裝着電源、控制與驅動機構組件等設備，上艙體安裝着太陽翼、桅杆、太陽敏感器等設備。月球車的艙體僅是一副0.75立方米的“小身板”，卻承載着自身重量6倍的大載荷。
機械臂
3個自由度運動
月面巡視器的機械臂是中國機械臂家族中的“小個子”，它雖不長卻能實現3個自由度的運動，運動的精度更是能精確到正負2毫米。當它承載的X射線譜儀向地球發回第一份科學探測數據時，這個“小個子”一定不知道，自己已經被冠上“中國外星球探測第一臂”的美名。
傳統工業機械臂採用的都是模塊化設計，電、機產品分體組裝，往往帶來體積大、重量重的弊端，“奔月”肯定負擔重。經過充分調研和分析，設計師們採用機電一體化的設計解決了這個難題。
電源系統
月夜可自動休眠
月球的環境與地球不同，它的一個月夜長達14天。在沒有光照的漫長黑夜裏，對於依靠太陽能提供能量的着陸器和巡視器來説，如何依靠自身存儲的能量度過月夜將是一個很大的挑戰。因為在這14天的月夜裏，如果僅僅依靠蓄電池提供能量，則需要自帶100安時容量以上的蓄電池，容量的增加，隨之帶來的是重量的上升。而重量是探測器研製的一個制約因素。面對這一難題，科研人員創新性的提出了休眠喚醒的概念。依靠休眠喚醒功能，着陸器和巡視器日出而作，日落而息，而不用為能源的問題擔憂。
移動系統
在月面留下第一道車轍
月面上有着千奇百怪的地形地貌，起伏的山巒、崎嶇的高地、廣闊的平原，覆蓋着幾十釐米至幾十米不等的月壤，月壤鬆軟、乾燥，呈沙土狀，普通車輪很容易下陷或打滑，提高車輪的直徑和寬度勢必增加重量又不符合輕量化的設計要求。為此，設計師為“玉兔”打造了一副獨特的篩網輪，篩網輪的掛鈎牽引力、適應性、承載力等都顯示出很好的效果。為保證巡視器的行駛和越障能力，月球車移動分系統採用了獨立轉向的構型方案，如果單側某一車輪越過200毫米高的障礙時，月球車能在差動機構和搖臂作用下被動適應月面地形，保證月球車所有車輪均與月面接觸，且整車抬起姿態相比一般汽車減小一半。即使行進間某個輪子被卡住，其他獨立驅動的車輪也能幫助月球車擺脱陷阱，繼續工作。
驅動機構
“腦袋”小精度高
月面巡視器在月面上的“巡視”依靠控制與驅動組件對整車所有活動部件的運動控制，控制與驅動機構組件其實就是巡視器的大小腦，其需要完成信息採集、控制算法、故障判斷與處理、功率驅動、信息交互、數據備份等功能來實現運動控制。傳統航天器靠運動控制類單機來實現運動控制，1台單機最多能控制4個活動部件，而嫦娥三號月面巡視器僅用1.6千克的單機重量、7瓦功耗就實現了對多套機構的閉環驅動控制。
此外，傳統航天器的控制電路普遍都要使用碼盤，傳統碼盤根本無法適應月面上極端惡劣的温度環境，為此，設計師們創造性地設計了一種多傳感器數據融合及處理複用技術，難題迎刃而解。
密封圈
讓月塵無孔可入
為適應月球表面從-180度到150度的“惡劣”環境，設計師們經過硬度、磨耗係數等數項測試，終於找到了合適的密封圈材料。
月面巡視探測器移動分系統、結構機構分系統共有六種不同尺寸的活動關節需要防塵密封，設計師們針對各關節對防塵密封圈的技術要求，再分別試驗考察密封圈的高低温適應性、摩擦阻力矩、耐磨性、壽命等性能，最終交出了一份滿意答卷——主副唇雙密封層的創新設計、雙密封圈串聯安裝、密封唇過盈量優化，確保了防塵密封效果。
本版文字 胡芳芳 劉子仙 陶禮炫 潘佳音 王濤