为了能在月球上飙摩托车,美国人真是绞尽脑汁
在上世纪60年代启动的阿波罗登月计划中,能载两名宇航员在月表漫游的月球车在1971-1972年的阿波罗15、16、17三次登月任务中名声大噪,大幅提高了宇航员在月表的机动效率,并开创了人类在外星球驾驶电动汽车的先河。
其实在阿波罗登月计划中,4轮月球车并不是美国宇航局(NASA)的首选,因为该车重达210千克,将其发射到月球要消耗大量资源和经费。60年代中期,NASA开始与业内一些知名公司合作,为宇航员研制完美的月球代步工具,免得只能依靠蹦蹦跳跳在月表磕磕绊绊地行走。在波音、通用汽车、格鲁曼公司、洛克希德公司和其他一些巨头的帮助下,NASA认为宇航员的最佳载具无疑就是月球摩托车。
这是一种紧凑的电动踏板车,配备了一台0.63马力的电动机和30安时的锌钾一次性电池,全重仅41千克,能载一名宇航员在月表以11公里/小时的速度前进。
虽然月球摩托车看起来技术含量非常低,但要在重力仅有地球六分之一且没有大气层的月球行驶仍有许多障碍需要克服。经深入研究后,NASA认为无需为月球摩托车配备昂贵的类似月球车的特殊弹性金属网状轮胎,摩托车的重量轻使其仅依靠低压橡胶轮胎就足以承受月表温差并解决真空环境下的轮胎过度充气问题。
有刷电动机在真空中的冷却也是一个大问题,于是设计师决定把摩托车的车架当成冷却装置,将热量从电动机和电池中向周围辐射出去。作为热保护措施,电动机被1.8千克的蜂蜡环绕,如果电机发热已经到了可以软化蜂蜡的地步,宇航员就要立即停车冷却了,等待蜂蜡再次硬化。
为了在人造低重力环境对月球摩托车进行测试,NASA将一辆随处可见的本田CT90踏板车改装成电动,搬上一架KC-135失重测试机,让身着全套宇航服的测试人员在该机以45度抛物线飞行制造的持续20-30秒的低重力环境中对摩托车进行骑行测试。考虑到宇航员身穿笨重宇航服后腿部活动能力降低,所以摩托车经过一些改进以优化骑行姿势并增加骑行稳定性,甚至还测试了控制车把油门的专用手套。
NASA在休斯敦装备精良的机库中对摩托车进行了更详细的测试并尝试了沙地行驶,摩托车和骑手被悬挂钢索上以模拟低重力。但测试结果不容乐观,由于月球引力过小,摩托车的轮胎难以获得足够抓地力,将导致宇航员频频摔车。此外由于摩托车负载能力过低,只能通过一种特殊设计的两轮拖车来装载科学和挖掘设备,执行任务的效率反而不如四轮月球车。
因此在花费大笔资金制造出3辆月球摩托原型车后,整个项目被叫停,让位于波音公司研制的双人四轮电动月球车(LRV),该车自重210千克却能承受高达490千克的有效载荷,在三次月球任务中发挥了重要作用。
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