月球大气环境对探测器的影响
月球环境拥有一个接近真空的环境,只有地球上大气密度的1/10-12。在接近真空的环境,对深测器的影响主要表现在:
1)脱气作用;
2)温度的剧烈变化;
3)无明显阻尼介质的振动;
由于月球表面几乎没有大气,属于高真空状态,月球表面没有大气的热传导,月球表面的白天和黑夜、受到太阳照射的位置与没有受到大阳照射的位置温差极大,极限温度可以达到150℃及-180℃。
因此,制造月球车的材料必须能抵抗高真空下的脱气——发生脱气现象时,材料易于破损,达不到应有的强度;制造月球车的材料还必须能经受极限温度而不变形或损伤;月球车内的仪器材料也应该选择防脱气和能经受极限温度的材料。
由于月球表面几乎没有大气,属于高真空状态,月球车和月球车内仪器各部件的传动润滑油极易挥发而实效,或由于温度挥发或由于温度低而凝固,致使润滑油失效。而且月表没有空气等阻尼介质,当月球车装载的仪器发生振动时,应当考虑如何消减振动的有关措施。
总之,月球表面的高真空状态使得月球表面没有大气的热传导,这些因素对月球车及装载仪器的材料性能、润滑油的选择和防止振动的措施都会带来重大的影响。
月球辐射对探测器的影响
由于月球周围没有辐射带,而当月球探测卫星绕月球动行时,可能受到的大量粒子辐射主要来源于太阳质子事件。现有的数据显示在每次太阳11年活动周期中都有可能发生几次危险的太阳粒子事件,而且这些事件在太阳极小年的几年间不太可能发生。在太阳质子事件中,能量大于10MeV,年积分通量至少为2×109质子/平方厘米的普通质子事件对卫星有不利的影响。能量大于10MeV,最高达103MeV,一次事件的通量达到大于1010质子/平方厘米,称为特大质子事件,从以往数据看,特大质子事件是稀少的,每个太阳活动周约1-3个,特大质子事件使卫星吸收剂量达数百mGy,它发生在太阳活动极大年几率较大。
太阳宇宙射线中的高能质子会引起单粒子效应,可能损坏月球探测器表面、电子元件和结构的整体性。这些高能质子使光学材料电离,同时由于这些粒子大而重,可能导致光学设备瘫痪。因此,我国研制的月球探测器和月球车应采取措施,屏蔽太阳耀斑粒子对探测器及仪器电子元件的损害。
(摘自《月球科学概论》)