月球車的速度為什麼這麼慢？

今天看新聞說玉兔二號時速才200米

玉兔二號的運動速度是200米/小時，這個速度相當於5.6厘米/秒，看起來其實只比螞蟻爬行速度稍快一些。

但是，這對於探測器而言是非常正常的。

第一，小兔幾是幹嘛的？

它的全稱應該是「月表巡視器」。巡視器嘛，最大的好處就是一個詞：「會動」。

不要低估這個特點，這就意味著它相比於著陸在固定點的著陸器，研究的範圍和內容多太多了。它載有全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀和中性原子探測儀等，能在不同區域進行一系列科研任務。

因而，它最重要的使命是：科研！

這意味著它絕大部分能源都需要用在科研儀器上，運動功能只是輔助這些儀器。

第二，其他類似月球車和火星車呢？

對於公眾而言，此前最火爆的幾輛車莫過於「勇氣號」和「機遇號」雙胞胎火星車，和「好奇號」火星車了。

勇氣號和機遇號都是185千克量級，質量與玉兔二號的140千克相當。

但是，兩輛火星車的運動速度也是以厘米/秒來計算，它們倆的「飆車」極限速度僅有5厘米/秒，而平均運動速度僅有1厘米/秒。

根據它的自我防護系統，它還要每開10秒就停下來20秒檢查地形、避免風險。所以實際上火星車開的效果是：花了10秒鐘，往前爬了大概一個人類手掌的長度，然後停下來喘息20秒鐘，再繼續努力往前爬。

就算是後來「核動力」的好奇號火星車，體型更大，達到900千克，但速度也是這個級別。

速度快了反而不好，比起「走馬觀花」，還是「尋幽入微」做科研比較重要。

因此，科研型巡視車都厘米/秒這個速度級別。

第三，月球車到底能不能快？

拋開應用，快不快當然取決於能量來源，例如人力車和機動車完全不同。

月球車裡當然有快的，比如阿波羅登月中，月球車載著宇航員在月球上縱橫馳騁。其中最快的是阿波羅17號任務時，尤金·塞爾南開出了17千米/小時（4.7米/秒）的時速，創造出了人類在外星球最快駕駛速度的記錄，塞爾南也因而成為月球「老司機」。

它的速度是玉兔的近100倍，比那些火星車更不知道快到哪裡去了！

但是別忘了，它只是一次行交通工具，能量來源是銀鋅氫氧化鉀不可充電電池，用完即廢。

我們嫦娥的兩隻小兔子和此前的蘇聯月球車，都是太陽能電池板和可充電電池，能量密度低、速度慢，但是持久度是最重要的，顯然遠超這種「交通工具」。

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月球上的重力是地球的六分之一,月球走路都不穩，蹦來蹦去。

玉兔二號因為要控制太陽能電池板，重心靠上，老司機開車也容易翻車（致命的後果），

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作為嫦娥的參與者之一，怒答。

1.重力因素。月球的重力加速度是地球的六分之一，你在高速上都會有車子離地的感覺，如果你在月球上馳騁，你真的可以多體驗一下飛起來的感覺，然後可能會翻車(當高速行駛的汽車過橋的時候，會出現短時失重現象，同樣，如果發生在月球上，那麼同樣情況下，在月球上可能會翻車)；

2.安全原因。現在的探月車更像是嬰兒在滿是荊棘的地面上爬，每次前行都會先對周圍的環境和地形進行探測，甚至會對地質進行勘測，這種謹慎即使是萬分小心也不為過，否則一旦出現磕碰或者其他情況導致的損傷，有可能會出現多米諾效應。

3.能源原因。探月車的能源來自於太陽能，也就是車上自帶的太陽能電池，兩側的太陽能電池就這麼大，跑的越快損耗的能量越大，慢慢來比較好，可以一邊消耗一邊快速供給，畢竟，所有的航天器都會儘可能的輕，否則發射成本會增加很多；

4.穩定因素。探月車內部的探測設備精度非常高，由於月球表面的摩擦力小(F=uN)，在高速前行的情況下一旦出現急剎車等突發情況，那麼在無制動情況下，探月器會滑行很長距離後才能停止，如果採用制動裝置，可以想像一下你在高速路上急剎車的情況，很可能出現損傷。

5.使命。探月車的使用是科研，不是賽車，太陽能電池的能源主要供給科研工作，如地質勘探、物質分析、地圖繪製等等方面，速度是最次要的考慮因素。

6.能不能跑得快？當然能，增加發射成本，以燃料電池或者化學電池作為驅動，絕對可以體驗開慢車的感覺，但是，我又不是去開車的，為什麼跑這麼快

1月27日更新

如果你在坑坑窪窪的戈壁灘上駕車行駛，而且你的駕駛技術很一般，你的速度能是多少？同理可證

2月1日更新：

關於第一部分的「飛」和第二部分的安全因素，使用物理上面的動力學解釋一下，這樣可能會讓更多朋友看明白。

如果探月車以同樣的速度在月球上行駛，假設月球和地球表面的摩擦因數一致，那麼在緊急剎車下，初始的動能一致，摩擦因數一致，但是月球上面的摩擦力是地球的六分之一，換句話說，在月球上的剎車距離是地球的6倍，把這種距離換算到地球上，再考慮一下地面坑凹不平，速度很低很正常。

研究領域相關。

輪胎在鬆軟地面（非結構化地面）上行駛時，輪胎前進力由輪壤接觸剪應力決定，而在鋼性地面（結構化地面）上，輪胎前進力由輪胎材質與地面摩擦係數決定。這是兩者的本質區別。

月壤內摩擦角30°左右，內聚力1.0kpa左右，結合月球車整車條件和執行任務，導致以下情況的出現:

1.需要採用輪面寬度較寬的鋼絲網輪，用於增大輪壤接觸應力以及抑制仰塵。

2.實時檢測網輪轉速，車輛行駛速度，計算滑轉率，判定車輛通過性能力。

3.將滑轉率代入模型辨識地面力學參數：內摩擦角，內聚力，沉陷係數，沉陷指數等。計算實時車輛牽引力，網輪扭矩和載荷。

4.對滑轉率實時補償，調整牽引力，航向等控制決策，保證車輛通過性。

5.車輛姿態與地形崎嶇度自識別，調整各輪扭矩配比，調整航向保持行駛線性。

上述情況導致計算程序所需時間，2步驟為1ms以下，3，4，5步驟分別為10到50ms。

若在輪徑範圍內假設地面力學性質差異性不大，在1s內（大概）完成上述程序，輪徑0.1m，車速不能高於0.1m/s。決定月球車安全通過月球地面，滿足高通過性，月球車只能慢慢走。

參考資料大家感興趣的可以看看。

bekker，張克健，車輛地面力學專著。

論文類的可以看吉林大學丁亮的博士論文以及他論文中的參考文獻。

速度慢，功率就可以低一些，對供電系統的壓力和要求就很小很多，也可以簡化設計和提高可靠性。把玉兔送上月球不容易，一共的重量就那麼一點，各種系統要合理分配。