9月16日，中國(guó)國(guó)家航天局與阿聯(lián)酋穆罕默德·本·拉希德航天中心簽署月球探測(cè)諒解備忘錄，意味著阿聯(lián)酋“拉希德二號(hào)”月球車將搭乘嫦娥七號(hào)任務(wù)實(shí)施月球表面巡視探測(cè)活動(dòng)正式啟航，未來(lái)雙方將共享“拉希德二號(hào)”的探測(cè)成果。
嫦娥7號(hào)的任務(wù)清單：發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常奇特的飛行器
本來(lái)是一個(gè)中阿合作的熱點(diǎn)，卻意外地披露了嫦娥7號(hào)探測(cè)任務(wù)的詳細(xì)信息，大致如下有幾大項(xiàng)，大致如下：
嫦娥7號(hào)是4號(hào)月面著陸器的升級(jí)版，從上文的清單中也可以看到，比4號(hào)帶的東西那是多了去了，除了中國(guó)的巡視器以外，居然還和阿聯(lián)酋合作攜帶了對(duì)方的一個(gè)巡視器，并且原本在2024年實(shí)施的計(jì)劃推遲到了2026年，表示阿聯(lián)酋石油這巨佬這錢是給足了。
另一個(gè)值得一看的是中繼星，上一次是2019年的嫦娥4號(hào)在月球背面著陸，為此還專門發(fā)射了一顆中繼衛(wèi)星“鵲橋”定位在了地月系L2點(diǎn)的光環(huán)軌道上，為月球背面的嫦娥四號(hào)與地球之間中繼了通信。
這次在月球南極著陸卻沒(méi)有繼續(xù)選擇在L2的光環(huán)軌道，而是在一條8小時(shí)的大橢圓軌道，這條軌道有點(diǎn)像地球上的莫尼亞軌道，遠(yuǎn)月星下點(diǎn)位于月球南極，那么這條軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星大部分時(shí)間對(duì)南極都是可見(jiàn)的，而到了近月點(diǎn)，由于速度很高，很快就會(huì)越過(guò)近月點(diǎn)，繼續(xù)回到遠(yuǎn)月點(diǎn)為南極通信中繼。
因此在這條軌道上中繼的通信是會(huì)有中斷的，當(dāng)然這也沒(méi)什么大問(wèn)題，一天之內(nèi)有2/3時(shí)間能保持通信已經(jīng)足夠使用了。
飛越探測(cè)器：最神奇的小玩意兒
大家最關(guān)心的話題來(lái)了，嫦娥七號(hào)上除了搭載中國(guó)和阿聯(lián)酋的兩臺(tái)巡視車外，還搭載了一個(gè)飛越探測(cè)器，比較神奇的是這個(gè)飛越探測(cè)器是這樣工作的：
可以重復(fù)起飛和著陸、月面飛行和爬行的功能，永晝區(qū)完成充電后，飛入月球南極撞擊坑底執(zhí)行探測(cè)任務(wù)，完成后再飛回到陽(yáng)光下充電
飛越探測(cè)器具體尺寸未知，但官方給出的飛越探測(cè)器載荷“月壤水分子分析儀”的功能指標(biāo)要求中重量必須小于8.5千克，而根據(jù)整個(gè)探測(cè)器比例，這個(gè)飛越探測(cè)器可能達(dá)到了上百千克。其工作過(guò)程是：
永晝區(qū)充電-飛行到陰影區(qū)工作-電量告警時(shí)在飛回來(lái)充電-再飛回去工作
問(wèn)題來(lái)了，月球表面不像火星表面的“機(jī)智號(hào)”那樣可以使用螺旋槳作為動(dòng)力，充電再飛行，到底是什么技術(shù)？
外媒猜測(cè)嫦娥7號(hào)飛越探測(cè)器: 究竟是何技術(shù)?
小型飛越探測(cè)器的壽命為6個(gè)月，在壽命期內(nèi)電池充電怎么也得上百次吧，假如使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的話，這飛來(lái)飛去耗能無(wú)數(shù)，到底用的是什么方式？這個(gè)消息在小藍(lán)鳥(niǎo)上也有很多老外關(guān)注，比如有位老外就留言表示：EmDrive？
比較關(guān)注火箭以及驅(qū)動(dòng)器引擎的朋友應(yīng)該對(duì)這個(gè)名詞不陌生，因?yàn)樗趪?guó)內(nèi)有一個(gè)超級(jí)響亮的名字“無(wú)工質(zhì)電磁推進(jìn)引擎”，這種引擎的工作原理大致是這樣的：
在一個(gè)射頻腔體內(nèi)引入高功率微波，這些微波在一個(gè)錐體射頻腔內(nèi)反射后會(huì)朝兩個(gè)方向射出，兩者的凈輻射力之差就是凈推力，似乎不難理解是吧，但它注入的卻是用電產(chǎn)生的微波，盡管電磁波具有能量，但它卻不屬于牛三定律的范圍，因?yàn)殡姶挪ú皇且环N力！
然而它就是詭異的產(chǎn)生推力了，盡管推力很微弱，但仍然在可以測(cè)量的范圍，在沒(méi)有空氣阻力的太空這種推力不可小覷，因?yàn)樗貏e適合在宇宙空間中飛行，原因很簡(jiǎn)單，發(fā)射電磁波不會(huì)損耗本身，它產(chǎn)生推力時(shí)無(wú)需排出“工質(zhì)”，也就是這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不需要搭載燃料，只要有電就行，而電源在太陽(yáng)系的木星軌道范圍內(nèi)，只需要幾片太陽(yáng)能電池即可。
幸虧它只“違反”了動(dòng)量守恒定律，但卻沒(méi)有違反能量守恒！這種發(fā)動(dòng)機(jī)最早是Robert Shawyer在2001年設(shè)計(jì)的，當(dāng)時(shí)沒(méi)有人相信這種發(fā)動(dòng)機(jī)，幾乎就無(wú)人關(guān)注，2008年時(shí)西安西北工業(yè)大學(xué)(NWPU)的楊娟教授的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)這種引擎做了比較深入的研究，表示無(wú)法測(cè)得可測(cè)量的推力。
不過(guò)2016年NASA的高級(jí)推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)室的Harold White小組測(cè)試表示測(cè)到了微小的推力，同年中國(guó)空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星處陳岳表示將在軌測(cè)試，但后來(lái)沒(méi)有更進(jìn)一步的消息。不過(guò)德累斯頓科技大學(xué)的Martin Tajmar小組于2015年開(kāi)始測(cè)試原型，2021年時(shí)得出結(jié)論稱是誤報(bào)。
因此到目前為止這種發(fā)動(dòng)機(jī)到底有沒(méi)有推力還是個(gè)未知數(shù)，因此不太可能應(yīng)用到飛越探測(cè)器上，而且EmDrive的推力是千瓦/微牛級(jí)別，根本無(wú)法推動(dòng)如此大的探測(cè)器從月面起飛。
究竟是什么發(fā)動(dòng)機(jī)：霍爾電推還是化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)？
除了有人猜測(cè)EmDrive外，還有朋友猜測(cè)更接近現(xiàn)實(shí)的霍爾推進(jìn)，這種驅(qū)動(dòng)器的原理是用電場(chǎng)加速電離后的工質(zhì)，獲得極高的排氣速度，從而達(dá)到很高的比沖，基本上霍爾電推可達(dá)1500s以上（離子電推可達(dá)3000s以上，但推力比較低）。
比沖從另一個(gè)角度可以理解為單位質(zhì)量燃料的利用率，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是產(chǎn)生同樣的推力比沖高的更“省油”，而用化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，就算最高的氫氧機(jī)也達(dá)不到500s，假如使用霍爾電推進(jìn)，確實(shí)有可能堅(jiān)持那么久，但霍爾電推的千瓦/幾十毫牛級(jí)，比EmDrive是高不少，但仍然可憐巴巴的，根本就沒(méi)發(fā)用這種推進(jìn)器在月面上起飛，不過(guò)在軌航天器維持軌道還是可以的。
最有可能的還是化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
化學(xué)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是氧化劑和燃料在燃燒室做功后從噴口排出形成推力，一般多次點(diǎn)火的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料大都用偏二甲肼而四氧化二氮，這種發(fā)動(dòng)機(jī)比較容易多次點(diǎn)火，技術(shù)要求也比較低，可靠性更高。
不過(guò)在小型探測(cè)器上配置一套化學(xué)能發(fā)動(dòng)機(jī)（估計(jì)也只能上擠壓循環(huán)），還必須有姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)復(fù)雜度就高了，盡管技術(shù)上并非不能實(shí)現(xiàn)，只是復(fù)雜度不是一般的高，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)故障率。
另一個(gè)則是高壓氮?dú)夤?，這個(gè)不容易出錯(cuò)，但從理論上看，高壓氮?dú)夤薜谋葲_更低，一個(gè)幾十公斤的高壓氮?dú)夤抟灿貌涣硕嗑茫@要在6個(gè)月壽命期內(nèi)起飛降落多次難度實(shí)在太大。
另外對(duì)作業(yè)過(guò)程的描述有個(gè)月面的爬行的功能，不知道說(shuō)的是向蜘蛛類的爬行還是輕輕挪動(dòng)，因?yàn)閺臋C(jī)構(gòu)的來(lái)看似乎看不到履帶也沒(méi)有輪子，只有四個(gè)撐腳，而在撐腳上方似乎有行動(dòng)機(jī)構(gòu)，居然還真能爬，真是天才設(shè)計(jì)，只是不知道它爬行的范圍到底有多大？
這個(gè)6只長(zhǎng)腳的機(jī)構(gòu)比履帶式的地形適應(yīng)能力明顯要高很多，如果遭遇障礙物可以跨越，不像履帶式只能繞行，而且如果遭遇復(fù)雜地形，履帶式只能眼睜睜的看著沒(méi)法行動(dòng)，而這種像帝王蟹腳這樣的機(jī)構(gòu)，地形適應(yīng)能力要高得多！誰(shuí)說(shuō)中國(guó)工程師沒(méi)有創(chuàng)造力，這個(gè)筆者看來(lái)就比NASA的工程師腦子好使多了。
那么基本上可以推測(cè)這個(gè)電池主要是為在陰影區(qū)探測(cè)時(shí)保溫、以及爬動(dòng)和搭載的月壤水分子分析儀以及通信等供電了，不知道電池是多大容量的，假設(shè)一次充電能供給使用一周以上，那么在6個(gè)月周期內(nèi)需要起飛降落48次以上，就算距離不遠(yuǎn)這個(gè)能耗也是非常可觀的！
從這個(gè)角度來(lái)分析，似乎化學(xué)能火箭真的很難完成如此大量的工作能耗！不過(guò)中國(guó)的科學(xué)家已經(jīng)提出了這個(gè)計(jì)劃，那么一定是已經(jīng)想到了解決辦法，只是目前還沒(méi)有公布！如果這個(gè)飛行器成功，那么它將成為第一個(gè)在月球自由飛行的飛行器（迄今為止，在月球的飛行器不是起飛就是降落，沒(méi)有所謂的自由飛行）！
