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來源：互聯網

玉兔號（英文：Yutu rover）月球車是中國自主設計制造的第一款月球車（又稱：月面巡視探測器），與著陸器共同組成嫦娥三號探測器。

玉兔號重約140千克，呈長方形盒狀，長1.5米，寬1米，高1.1米，周身金光閃閃。由移動、導航控制、電源、熱控、結構與機構、綜合電子、測控數傳、有效載荷8個分系統組成。利用太陽能為能源，能夠耐受月球表面真空、強輻射、零下180攝氏度到零上150攝氏度極限溫度等極端環境，配備上6個行走的輪子，具備20度爬坡、20厘米越障能力。配備有全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達、粒子激發X射線譜儀等科學探測儀器，可以把探測到的訊息傳送回38萬公里外的地球。

2013年12月2日1時30分，搭載著嫦娥三號的長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心發射升空并準確入軌。12月15日4時35分，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，玉兔號巡視器順利駛抵月球表面。2016年7月31日晚，玉兔號月球車超額完成任務后停止工作，著陸器狀態良好。“玉兔號”是中國在月球上留下的第一個足跡，一共在月球上工作了972天。

玉兔號由中國自主制造，國產率達到100%。是自1973年蘇聯的月球車2號以來首個踏上月球表面的無人月球車。

歷史沿革

研制背景

中國探月工程采用“繞、落、回”三步走發展戰略，每一步都是對前一步的深化，并為下一步奠定基礎。“繞”月探測是中國探月的第一步。2007年10月24日，中國發射第一個月球探測器“嫦娥一號”。中國探月工程的第二步是“落”月探測，嫦娥二號衛星驗證了落月部分關鍵技術，而嫦娥三號探測器和嫦娥四號探測器實現落月。其中月面巡視又是第二步“落”任務中的關鍵一環，必須要依靠月球車完成。于是經過10年艱苦攻關，由中國航天科技集團五院抓總研制，集合了八院、中國科學院星、中電集團等多家單位和多所高校的產品與技術，中國研制成功首個月球車。

研發過程

考慮到月面環境的特殊性，研制人員在對美國和蘇聯月球車相關資料進行充分調研的基礎上，結合中國的實際情況，對巡視器進行了精心的設計。在最初兩年多的預先研究階段，主要完成了各種不同方案的優選，研制出了原理樣機，并進行了各種復雜的測試。

“玉兔號”月球車在研制過程中面臨月塵問題，為解決這一問題，研制人員進行了兩年的研發，進行了多項嚴格測試，最終找到了合適的防塵密封圈配方。同時，研制人員還突破了多項關鍵技術，包括月面巡視技術、月夜生存技術、測控通信技術、綜合電子技術以及月球探測科學及儀器技術等。在綜合電子分系統中，研制人員將不同分系統中的控制功能進行了最大化的集成，使得“玉兔號”能夠更加高效地執行各項任務。

“玉兔號”月球車的移動分系統的組成以及在著陸和釋放過程中的穩定性問題。移動分系統由多個組件構成，包括車輪、行進驅動機構、轉向驅動機構、左右搖臂懸架和差動機構等。設計師們從車輪的棘爪入手，提高控制的精度，確保導軌釋放過程中車輪零轉速，從而讓月球車在著陸和釋放過程中更加穩定。此外，科研人員還采取了主副搖臂加差動機構的懸架設計、六輪獨立行進驅動、四輪獨立轉向的構型方案，以確保月球車具有優秀的行駛和越障能力。即使在行進過程中某個輪子被卡住，其他獨立驅動的車輪也能幫助月球車擺脫陷阱，繼續執行任務。

“玉兔”在上天之前，研制者進行了大量的驗證試驗，其中包括了移動分系統能力件模擬月壤場地極限能力試驗行駛里程累計超過20公里，總爬坡次數超過700次，總越障次數也達到了700余次。這些數據展示了研制者對“玉兔”性能的嚴格要求和測試的全面性，以確保其在月球上的行駛和越障能力達到最佳狀態。

任務歷程

月面著陸

嫦娥三號探測器于2013年12月14日21時11分成功著陸在月球西經19.5度、北緯44.1度的虹灣月海以東區域。隨后，按照計劃開展了著陸器與巡視器分離的各項準備工作。在23時45分，地面科技人員進行了最終檢查確認，隨后向嫦娥三號發送指令，兩器分離開始。在飛控大廳屏幕上可以看到嫦娥三號著陸器和“玉兔號”巡視器都順利地完成了太陽翼的展開和桅桿的伸出。

嫦娥三號巡視器在著陸后，于2013年12月15日凌晨開始向轉移機構移動，并在4時06分正常解鎖轉移機構，將巡視器托舉著展開、降落，接觸月面，并在著陸器與月面之間搭起了一架斜梯。4時35分，“玉兔號”巡視器踏上月球，在月面上留下了一道深深的痕跡。著陸器監視相機記錄下了這一過程，并將成像數據及時傳回地面。

月壤探測

2014年1月14日21時45分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，玉兔號月球車舒展“玉兔之手”—機械臂，對腳下月壤成功實施首次月面科學探測。這次探測任務的成功，標志著中國突破了月面高精度機械臂遙操作控制技術，實現了38萬公里之外的機械臂毫米級精確控制。

巡視探測

嫦娥三號探測器著陸器上的月基天文望遠鏡在近紫外波段對天體變源的亮度變化進行了持續監測，并成功觀測到23顆星象。與此同時，玉兔號月球車上的全景相機對著陸器進行了多點成像，并對巡視器周圍月面進行360度環拍，從而獲取了多幅圖像數據。此外，測月雷達獲得了兩個通道的探測數據，能夠探查到月表下140米內和10米內的淺層結構。這些科學探測數據為建立巡視探測區地形地貌、地質構造、物質成分和淺層結構于一體的綜合地質剖面提供了基礎，并為區域地球化學與構造動力學研究打下了堅實基礎。這些數據不僅揭示了月球表面的地質特征和結構，而且為未來的探測和研究提供了更多線索和依據。

發生故障

在2014年1月25日凌晨進入第二次月夜休眠前，受到復雜月面環境的影響，導致玉兔號的機構控制出現異常。在2月10日，第一次玉兔號喚醒失敗，但在2月12日夜，玉兔號已全面蘇醒，狀態趨于好轉。盡管“機構”仍然有待進一步恢復，但玉兔號的其它部分都處于正常狀態。在2月23日凌晨，嫦娥三號著陸器再次進入月夜休眠，而玉兔號月球車于2月22日午后進入休眠。在第四個月夜休眠期前，“玉兔”雖然出現了機構控制異常，但其它功能都正常。

超期服役

中國探月工程總設計師吳偉仁2014年9月4日在澳門表示，月球車出現故障說明我們對月球環境仍然缺乏了解，尤其是對月塵的認識不足。吳偉仁指出，月塵比地球上沙漠里的沙子還要細小得多，如果精密的月球車有一點月塵進入，就可能導致短路，從而使其移動系統發生故障。幸運的是，除了移動系統外，月球車搭載的四大科學儀器運行正常。玉兔號的設計壽命是3個月，現在已經服役了10個月，算是超期服役。然而，它的功能也會隨著時間的延長而逐漸衰竭。

結束任務

2016年7月31日晚，玉兔號月球車超額完成任務后停止工作，著陸器狀態良好。玉兔號是中國在月球上留下的第一個足跡，一共在月球上工作了972天。工作期間，“玉兔號”與嫦娥三號共記錄下7TB的科學數據，獲得大量寶貴科學成果，為人類月球探測事業提供了重要資料。

命名

命名征集

從2013年9月25日開始，新華網和騰訊新聞客戶端共同發起了一次征名活動，共收到了來自公眾的19.31萬件方案。在2013年10月26日，來自社會各界的14位評審委員從文化內涵、航天事業、民族特征、創意等角度對所有的方案進行了評審。經過多輪投票，最終選出了10個入圍的名稱，進入為期一周的網友投票環節。

在10天的網上投票過程中，共計收到有效投票3445249張。其中，玉兔號、錢學森號、攬月號、尋夢號、前進號、探索號、追夢號、夢想號、追月號和使命號這10個名稱分別獲得了不同的票數，并按照票數進行了排名，玉兔號得票649956張，排名第一。

在11月12日舉行的終評會上，專家又展開熱烈討論，通過評委評分與公眾投票加權計算的方式評選出“玉兔號”“攬月號”“尋夢號”三個名稱方案上報。

11月26日上午9時，國防科技工業局舉行新聞發布會，正式宣布將“嫦娥三號”月球車命名為“玉兔號”。

命名含義

中國探月工程總設計師吳偉仁在接受記者專訪時表示：“這既是對歷史文化的傳承，同時也體現了中華民族對神秘太空的熱愛和向往。” 在中國傳統文化中，兔子是吉祥之物。“玉兔號”寓意為月亮上居住著像玉一樣的兔子。而“攬月”則表達了中國人探索宇宙奧秘、登上月球的美好愿望。

性能參數

技術特點

全景相機

玉兔號”月球車是我國首個實現月球表面形貌與地質構造調查監測等科學目標的巡視器。作為其重要載荷的嫦娥三號全景相機，如同兔子的眼睛一樣，實現了巡視區月表的三維立體成像。它用于調查巡視區的地形地貌、解析月球地質構造，同時對著陸器進行彩色拍照，以獲得著陸器成功著陸后的工作狀態。全景相機由兩臺功能、性能、接口完全一致的相機組成，安裝在“玉兔號”桅桿上。它利用雙目立體成像原理來獲得場景的三維圖像，為月球科學研究提供了豐富的數據。

紅外成像光譜儀

紅外成像光譜儀是由中國科學院上海技術物理研究所研制的，它位于五星紅旗正下方。該儀器能在紅外和短波紅外兩個波段工作，其中紅外波段可以非常精細地觀測光譜，從而判斷出不同的物質。在月球車行進過程中，光譜儀能夠沿著行走方向成像，并探測月球表面物質的成分。

測月雷達

測月雷達在人類歷史上是第一次進行這樣的測量活動。它是一種高分辨率的超光態雷達，不僅可以穿透物質，還主要用于測量月壤厚度和月球月巖淺層結構。這種雷達分為低頻段和高頻段，兩個頻段覆蓋范圍略有重疊，可以互相驗證。此外，測月雷達的天線也非常特殊，低頻段的天線被裝在巡視器的側面，而高頻段的天線則是一個微帶天線陣，裝在月球車的肚子下面。

粒子激發X射線譜儀

粒子激發X射線譜儀是月球車上的重要載荷，能激發月巖和月壤中的元素并探測其特征X射線，從而得知月球元素的種類和含量，為研究月球地質化學過程和形成演化提供重要數據支持。該儀器由中科院高能物理所研制，是中國在粒子物理和核物理領域的重要成就之一。

月球車懸架

月球車移動系統的研究面臨的主要挑戰是如何適應月表崎嶇的地形、大溫差和月塵等極端環境。為了解決這些問題，研究團隊提出了采用多搖臂懸架和多驅動輪的方案，并建立了構型圖譜庫。通過綜合研究，他們形成了一套包含多自由度變懸架構態、兩側懸架差動聯接和載荷自重比大的月球車移動系統設計理論。

在此理論指導下，研究團隊陸續研發了多種樣機，包括四輪、六輪和八輪等。2006年，他們與中國空間技術研究院合作，成功研制出國內第一款月球車移動系統工程樣機，并在沙漠外場試驗中取得了良好的驗證效果。2009年，他們提供了六輪月球車移動系統正樣產品研制的基本設計參數，為后續的研發工作奠定了基礎。

月球車車輪

研究團隊為確保月球車車輪能夠在松軟崎嶇的月面上順利運行，建立了能夠反映滑轉沉陷、輪刺、載荷等多種物理效應的高精度地面力學模型，提出了車輪結構參數優化設計方法，并設計研制出多種構型車輪，如篩網輪等。其次，他們在國內首次研制了車輪運動特性多功能測試裝置，通過大量試驗揭示了車輪參數和運動狀態對牽引性能影響的內在規律，為“玉兔”月球車車輪工程設計提供了原始數據。

月球車機械臂

研究團隊為“玉兔”月球車機械臂的研制，設計出了月球車關節式機械臂樣機，這個機械臂可以攜帶探測儀器進行月壤成分探測。其次，為了確保機械臂在極端工況下的生存和正常工作，他們進行了地面環境試驗，并設計了鎖緊-釋放-停靠復合連接分離技術方案，讓機械臂能夠自如地收放。

突破月球重力

研究團隊在嫦娥三號探測器項目中為進行整車月球低重力試驗，提出了利用單吊索方式模擬月球車月面輪壓的測試方法，并成功地解決了高精度搖臂質心轉矩校正、快響應恒拉力控制、長距離三維跟蹤技術等難題。其次，他們研制了可以在真空、低溫環境下模擬月球重力輔助太陽翼展開的試驗裝置，從而確保了月球車在低重力環境下的正常工作。他們綜合了月面低重力和地形幾何與物理特性信息，實現了月球車運動的數值模擬，為后續的月球探測任務提供了重要的參考數

自主研制永磁無刷電機

哈爾濱工業大學電氣學院微特電機與控制研究所承擔的玉兔號月球車機械臂關節電機項目。他們合理地平衡了機械臂電機高功率密度和高效率之間的矛盾，力求在保證機械臂電機具有高功率密度的同時，減少每一克質量并保證其具有高的機械強度與可靠性。他們成功研制出了具有體積小、功率密度高的特點的機械臂關節用永磁無刷電機，這種電機的特殊結構使機械臂關節結構更加合理。還協助解決了月球車行走平穩的問題，為月球車的順利運行提供了有力的保障。

休眠模式

玉兔號月球車適應月表極端溫差，采用導熱流體回路、隔熱組件、散熱面設計等技術，耐受300攝氏度溫差。為應對14天極低溫度，它有休眠模式，可自動進入休眠狀態養精蓄銳，又能自動喚醒重新投入工作。此外，科研人員設計了可伸縮的太陽能電池帆板解決喚醒難題。這些技術和設計增強了玉兔號適應月表惡劣環境的生存能力。

玉兔號月球車白天展開太陽能電池帆板供電，夜晚收起保護儀器。它還會調整帆板角度避免過熱，并在月午進行“午休”。玉兔號設計壽命3個月，要在白天和黑夜中交替工作。

主要成果

嫦娥三號探測器著陸在一個直徑約450米的“年輕”撞擊坑邊緣，而“玉兔”車在這個撞擊坑旁邊行走了約114米，最終因機械故障無法繼續移動。在行駛過程中，“玉兔”車發現了很多大石塊，其中距離最近的一塊被取名為“龍巖市”，長約4米，高約1.5米。根據肖龍的說法，“龍巖”的結構非常特殊，與以往美國獲得的玄武巖樣品不同。主要表現為組成礦物的粒度較粗，類似于地球上的輝綠巖或輝長巖，這表明在這種巖石形成時巖漿的冷卻速度很慢。科學家們初步分析后發現，月球的地質史比以前認為的更為復雜。這一成果于2015年3月12日在美國《科學》雜志上發表，這是中國嫦娥探月工程實施以來，首次在國際頂級學術期刊上發表科學成果。

中國首臺月基光學望遠鏡利用月球高真空無大氣影響和月球自轉緩慢的特點，在月面上進行了近紫外天文觀測，獲得了18.7萬幅圖像數據。同時，通過對一批重要密近雙星進行觀測，得到了完整的紫外光變曲線，發現仙王座GK星是雙星快速物質交流演化中的天體，這一發現對檢驗雙星理論模型具有重要意義。此外，該望遠鏡還對月球外逸層水含量進行了最新測量，修正了國外得出的月球上有大量水分子存在的結論。

國際上首次研制成功的極紫外相機，在月面上對地球周圍等離子體層進行的觀測成果。通過在月面上對地球周圍15個地球半徑的大視場等離子體層進行極紫外觀測，獲取了1300多幅地球等離子體層圖像數據。這些數據首次揭示了地球等離子體層邊界在磁層亞暴的影響下發生凸起的現象，這一發現既揭示了太陽活動對地球空間環境的影響，又確認了地球等離子體層的尺度與地磁活動強度呈反相關關系。這一觀測結果支持了等離子體層的空間結構受到地球磁場和電場約束及控制的最新觀點。

所獲榮譽

2017年1月9日，嫦娥三號工程榮獲。

社會評價

“嫦娥三號探測器”完成了中國首次地外天體軟著陸任務，實現了探月工程“繞、落、回”三步走的第二步戰略目標。同時，“嫦娥三號”月球探測器“玉兔號”還創造了當時在月工作最長的世界紀錄，成為中國探月工程的一個重大突破。（中央廣播電視總臺評）

嫦娥三號，將用探月夢、航天夢推動中國夢的實現。嫦娥三號是自1972年12月美國阿波羅計劃結束后，全球重返月球的第一個軟著陸探測器。（法國《費加羅包》網站評）

嫦娥三號探測器發射成功加快了中國的太空開發速度，也為2020年左右的獨立宇宙空間站建設，及2025年載人登月奠定了基礎。中國不僅經濟快速發展，在象征科技進步的太空開發方面也直追美國，顯示了不斷增強的中國國力。對于中國新一代領導班子來說，嫦娥三號探測器發射成功也將增強中國國內的凝聚力。（日本時事通信社評）

參考資料 >

...2023-11-23

回眸飛天攬月 “玉兔號”踏出的中國腳印.新華網.2023-11-22

嫦娥三號發射成功.中國政府網.2023-11-22

“玉兔”道別網友不舍：超期服役兩年多首次確證月球沒有水.今日頭條.2023-11-19

972天，難說再見，玉兔號月球車正式停止工作.今日頭條.2023-11-20

嫦娥三號專題.國家國防科技工業局.2023-11-20

用奮斗譜寫不悔青春.今日頭條.2023-11-20

九天攬月.國家國防科技工業局.2023-11-20

嫦娥三號落月九周年.今日頭條.2023-11-20

?飛控青年科技人才群體故事 | 看到“玉兔號”的最后一條微博，他落淚了.澎湃新聞.2023-11-20

專家講述:揭開“玉兔號”月球車的神秘面紗.新浪網.2023-11-22