月球车
【活动目标】
- 1、感受生活中各种简单事物所包含的科学知识。
- 2、了解月球车的结构，并学会搭建月球车。
- 3、培养学生的想象力和创造力。
【活动引入】
玉兔二号月球车是中国空间技术研究院设计制造的一辆月球车（月表巡视器），搭载于嫦娥四号月球探测器。
嫦娥四号于 2018 年 12 月 8 日凌晨 2 时 23 分 34 秒 366 毫秒从西昌卫星发射中心由长征三号乙改进Ⅲ型运载火箭发射，于 2019 年 1 月 3 日 10 时 26 分成功软着陆于月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑。1 月 3 日 22时 22 分，玉兔二号月球车从嫦娥四号着陆器完成分离，成功踏上月面，成为第一辆踏上月球背面的月球车。截至2023 年 1 月，玉兔二号月球车已在月背行驶 1455 米，工况正常，是在月面工作时间最长的月球车。
本节课将深入了解月球车的起源和介绍月球车，以及月球车的作用。让我们一起来学习吧！
一、月球车的起源
月球车的起源可以追溯到 20 世纪 60 年代，当时美国和苏联竞相进行太空探索。1969 年，美国阿波罗11号任务成功将宇航员送上月球，并在月球表面行驶了近五个小时。这次历史性的登月任务得益于月球车的发明。
月球车是由美国宇航局（NASA）的工程师们设计并制造的。它是一种机器人车辆，能够在月球表面行驶，携带科学仪器探测月球表面，并将数据传回地球。月球车的主要部件包括底盘、四个轮子、电池和通讯设备等。它使用太阳能电池板来为电池充电，以便在月球黑夜中继续运行。
第一辆月球车是在 1971 年阿波罗 15 号任务期间被使用的，它被命名为 “月球漫步者”（Lunar Roving Vehicle）。这辆月球车重约 210 公斤，速度可达每小时 13 公里，为宇航员提供了更多的移动自由度和独立性，极大地扩展了他们在月球表面工作的范围。
目前，月球车已成为太空探索的重要工具之一。许多国家和机构都在研制自己的月球车，以探测月球表面、收集样本并进行科学研究。
二、什么是月球车
月球车是一种用于探索月球表面的无人控制车辆，也称为 “月球探测车”。它通常由车身、轮子、太阳能电池板、通信设备、科学仪器等组成。月球车可以在月球表面行驶，收集和分析月球的地质、地貌、化学和物理数据，以帮助科学家更好地了解月球的起源、演化和未来发展。随着技术的不断发展，现今的月球车具有更加先进的科学仪器和设备，可执行更为复杂的任务。
三、月球车的作用
月球车是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。月球车主要有以下几个作用：
- 收集月球表面的信息：探测月球表面的地貌、岩石、土壤等特征，了解月球的起源、演化和构成。
- 探索月球表面：月球车可以到达人类无法到达的地方，例如月球的背面和陨石坑等地区，探索月球表面的特征和结构。
- 为人类登月提供支持：月球车可以为人类登月提供支持，例如在登月前为登月点进行勘测和探测，为登月舱提供通信和导航等支持。
- 为未来建设月球基地提供支持：未来，月球可能成为人类建设深空基地的重要场所，月球车可以为此提供支持，例如在月球表面进行勘测和采样，为建设月球基地提供数据和信息。
总之，月球车是人类探索月球和深空的重要工具之一。
世界上第一颗人造卫星发射成功后，人们便开始准备飞向地外天体。然而，在对月球表面探测过程中，采取什么的运输工具才有可能在月面上进行实地考察呢？于是，科学家们就研制成功了一种特殊的探测仪器——月球车。那么为什么月球车可以去探测月球呢？今天就让我们一起动手来搭建一台月球车吧！
【活动准备】
乐高积木9686套装
本次所用零件：
| 梁 | 底片 | 轴 | 轴套 | 销 | 连接器 | 其它 | 齿轮 | 轮 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1* 16蓝色镶嵌梁【4】 | 2* 8蓝色底片【2】 | 3轴【5】 | 黄色半轴套【4】 | 灰色光滑销【10】 | 带一个交叉孔的角块【2】 | 十字口镶嵌积木【4】 | 20齿单面锥齿轮【1】 | 滑轮【2】 |
| 1* 12蓝色镶嵌梁【4】 | 2* 6蓝色底片【8】 | 4轴【1】 | 黄色轴销【11】 | 带两个交叉孔的角块【1】 | 小轮胎【2】 | |||
| 1* 8蓝色镶嵌梁【4】 | 2* 4蓝色底片【6】 | 黑色摩擦销【4】 | 2号连接件【1】 | 30.4* 14轮胎【4】 | ||||
| 1* 6蓝色镶嵌梁【2】 | 1* 4蓝色底片【4】 | 蓝色长销【2】 | 18* 14轮毂带圆孔【4】 | |||||
| 1* 4蓝色镶嵌梁【3】 | 1* 2蓝色底片【6】 | 圆积木【1】 | ||||||
| 1* 2蓝色镶嵌梁【2】 | 2* 4积木块【2】 | |||||||
| 蓝色L型角梁【4】 | 屋顶积木【2】 | |||||||
| 3* 7蓝色双角梁【2】 | 1* 4光滑矮砖【2】 | |||||||
| 1* 9白色的梁【2】 | ||||||||
| 4* 6蓝色角梁【2】 |
【活动过程】
步骤图
月球车通常由车底、车梁、车轮、太阳能板和监视器组成，我们也按照这样的组成来制作月球车。
- 制作月球车的车底。
- 制作车梁和车轮。
- 制作太阳能板和监视器完成后，就可以组合成月球车了。
第一步
将材料拼成一个大小足够大的底座。
使用的材料有：1* 8蓝色镶嵌梁2个、1* 6蓝色镶嵌梁2个、2* 6蓝色底片3个、1* 16蓝色镶嵌梁2个、1* 12蓝色镶嵌梁2个、灰色光滑销2个、黑色摩擦销2个、2* 4积木块2个、屋顶积木2个、1* 4蓝色镶嵌梁2个。
第二步
将材料拼成一个高度一致且适合的车梁。
使用的材料有：1* 16蓝色镶嵌梁2个、蓝色L型角梁4个、1* 8蓝色镶嵌梁2个、1* 4蓝色底片2个、1* 4光滑矮砖1个、灰色光滑销8个、1* 2蓝色底片2个、蓝色长销2个、1* 2蓝色镶嵌梁2个、带一个交叉孔的角块2个、1* 12蓝色镶嵌梁2个、2* 6蓝色底片1个。
第三步
将材料拼成两个高度一致的车轮。
使用的材料有：滑轮2个、小轮胎2个、18* 14轮毂带圆孔4个、30.4* 14轮胎4个、1* 9白色的梁2个、3* 7蓝色双角梁2个、4* 6蓝色角梁2个、黄色半轴套2个、黄色轴销10个、黑色摩擦销2个。
第四步
将材料拼成两个相同大小的太阳能板。
使用的材料有：2* 8蓝色底片2个、2* 4蓝色底片6个、2* 6蓝色底片4个、1* 2蓝色底片4个、十字口镶嵌积木4个、3轴4个、1* 4蓝色底片2个。
第五步
将材料拼成一个可以活动的监视器。
使用的材料有：20齿单面锥齿轮1个、3轴1个、2号连接件1个、黄色轴销1个、黄色半轴套2个、1* 4蓝色镶嵌梁1个、1* 4光滑矮砖1个、带两个交叉孔的角块1个、4轴1个、圆积木1个。
第六步
将车底、车梁、车轮、太阳能板和监视器组合起来，组合好后我们的月球车就完成啦！
【问题思考】
一. 提出问题
- 1、月球车为什么有三个轮子？
- 2、月球车为什么要安装太阳能板？
二. 问题回答
- 1、设计师希望三个轮子距离车身的距离尽量远，可以让月球车站得更稳。另外，尽量让车身离地面更高，这样可以减少太阳能电池板上的尘土。
- 2、当月球进入黑夜之时吧，依靠太阳能板作为动力的月球车，会停止工作，进入休眠状态。当曙光再次光临月球，月球车需要自动唤醒重新工作。
【科学知识】
原理
月球车的原理主要是通过太阳能电池板将阳光转化为电能，驱动电机带动轮子前进，同时搭载各种传感器和仪器，对月球表面进行勘测、采样、探测等操作，为人类探索月球和深空提供重要支持。
具体来说，月球车的太阳能电池板会将太阳能转化为电能，通过电池存储电能，为月球车提供驱动力。月球车上的电机会将电能转化为机械能，带动轮子前进。月球车上还配备有各种传感器和仪器，例如相机、激光测距仪、地质仪器等，可以对月球表面进行勘测、采样、探测等操作。同时，月球车还需要配备通信设备，将采集到的数据和信息传回地球。
工作原理
其工作原理如下：
- 远程控制：月球车通常是由地球上的操作人员通过无线电信号远程控制操作的，因此需要具备可靠的通信设备，以确保与地球的顺畅通讯。
- 能源供应：月球车依靠内置的电池和太阳能电池板来提供运转所需的电力供应。电池在没有太阳光的情况下可以支持月球车正常运行数小时到数天，而太阳能电池板则可以为月球车提供更长时间的电力供应。
- 移动功能：月球车通过配备的轮子或履带进行移动，有的还可以借助悬挂装置跨越障碍物。操作人员可以通过遥控器或计算机软件来操纵月球车的移动方向和速度。
- 数据采集：月球车上安装了各种不同类型的科学仪器，如摄像机、地质钻机、 X 射线荧光仪等，可以用于采集月球表面的数据和样本，以便科学家进行分析和研究。
综上所述，月球车的工作原理是通过远程控制、能源供应、移动功能和数据采集等多个方面的组合来实现的。
【举一反三】
1、月球车为什么能在没有氧气的情况工作？
2、你可以改造这个月球车让它负载功能更大吗？
