这不同于嫦娥三号探测器的玉兔号月球车只进行月夜休眠,我想这是我国科技人员接受嫦娥三号玉兔月球车出现故障教训的经验总结。当然在月球白天正午时,为避高温,玉兔二号这次也采取“休眠”模式。玉兔号所处的月球因为没有大气的保护,那里的温度取决于太阳的光照,由于不存在空气散热,受光面和被光面温差非常大,白天最高温度为160℃,而到了夜间最低可达-180℃,因此,玉兔号为了能在这个温度范围下继续工作,所用芯片的耐温阈值必须达到-180度~ 160的范围(玉兔号上是有太阳板电池进行保温的,实际温度范围稍微好点)。

月球上的玉兔二号为什么要休眠?

自嫦娥四号月球探测器2018年12月8日发射以来,玉兔号月球车的确休眠多次,下面具体说一下都是什么休眠以及休眠原因。玉兔二号主要是月夜休眠月球有昼夜之分,由于潮汐锁定,月球一直以一面对着地球,自转周期和公转周期相同,都是27.32天,这样月球的白天和黑夜各有13天多。月球没有大气来调节温度,在白天时最高温度可达127℃,而在夜晚则降至-190℃,昼夜温差极大。

嫦娥四号的玉兔二号月球车的控制系统和有效载荷的运转以及在月面上的行走动力所需能源都来自于月球车的电力系统――太阳能帆板,也就是说月球车的电力主要依靠白天的太阳能提供,这样在月球漫漫长夜来临之时,玉兔二号将失去能源和动力而无法工作,而且月球夜晚的严寒会冻坏玉兔二号月球车上的仪器设备,如果不采取有效措施,玉兔二号将直接报废,大家不要以为只有人才怕冷怕热,实际上这些没有生命的器件电子也“怕冷怕热”,和我们生活息息相关的手机、电脑、汽车等家用电器和交通工具都有使用温度范围。

所以科学家们在月球长夜来临之前安排玉兔二号中止工作,收拢定向天线和其中一块太阳能帆板把有效载荷和控制系统、驱动系统密封在腹中,如图所示:这样还不行,这个密封“舱”中配备一台俄罗斯研制的同位素温差发电机――核电池提供热量和向月夜温度采集器供电,舱中可以保持-55℃,保证月球车度过长夜。同位素温差发电机这些措施就是大家所说的“休眠”,根据太阳高度角变化择机自主唤醒,解除“月夜休眠模式”。

当然在月球白天正午时,为避高温,玉兔二号这次也采取“休眠”模式。这不同于嫦娥三号探测器的玉兔号月球车只进行月夜休眠,我想这是我国科技人员接受嫦娥三号玉兔月球车出现故障教训的经验总结。月面环境极端严酷复杂,月球虽没有大气,但据美国阿波罗登月宇航员描述:月表附近漂浮很多油脂颗粒和灰尘,落在宇航服上很油腻,就像油脂一样,主要是因为很多石油分子漂浮在空中无法聚集,容易附着在宇航服上,一句话,月球上很脏。

月球车这样娇贵的东西在月球正午高温时极易被月球的脏东西污染造成不可逆的损坏,另外这样高温状态下工作,仪器容易出故障,灵敏度和自主判断能力下降很多,专家分析当年的玉兔可能是月球车在行走过程中有导线被月球上的大石头(没有自主避开)割破和月球车支撑体短路相接,致使驱动控制电路的电源短路,这除了与设计有关外,不主动趋利避害也是一个原因。

为什么玉兔号内存只有256MB?

要知道,美国20世纪发射的阿波罗11号制导计算机的运行内存才不到4k,存储空间才72k,即使是21世纪的玉兔号内存也才256M。很多人喜欢将玉兔号、阿波罗号的计算机内存与手机甚至个人电脑相比较,以为像登月这么伟大、这么复杂的任务得需要几百上千G的内存,其实这都是误解。可以这么说,市面上的华为小米也好,苹果手机也好,存储空间都是512G起步,是阿波罗计算机存储容量的700万倍,手机无论是运行内存还是存储空间都能把阿波罗摁在地上碾压。

除了内存外,阿波罗号计算机芯片运行速度只有0.43MHz,天宫一号上的CPU主频也就10Mhz,美国好奇号火星车上的CPU主频也只有200Mhz。而手机芯片的单个核心运行速度就达到了2.86GHz。更不用说iPhone12的A14芯片架构可容纳约116亿个晶体管,每秒可处理22.6亿个指令,这比阿波罗的导航计算机快了近10亿倍。

但是,为什么这些复杂的航天任务都不用更先进、更大的存储器和芯片呢?这篇文章,站长就带大家聊聊这个话题。宇航级芯片更关注稳定性电脑、手机、电视等消费品上所用的芯片为消费级芯片,像工业机器人、各种工控设备商用的是工业级芯片,而玉兔号等航天产品上用的芯片为宇航级芯片。由于这三种芯片所用的场景不同,所关注的性能就不一样。

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