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嫦娥團隊:沒更多國外參考數(shù)據(jù) 只好再造一個月球|玉兔|嫦娥

 老老樹皮 2014-01-03

直到38萬公里外的嫦娥三號著陸器和玉兔車都“睡”了,地球上的一些中國人仍有一個疑問:我們是不是在重復別人走過的路?

2013年12月15日4時,航天史被玉兔號月球車改寫——她用160秒走出了相當于一個半車體長的路程,人類自1972年阿波羅17號登月后,再無月球車在月面留下足印的記錄就此終結(jié)。

從2004年探月工程立項至今,探月工程二期探測器系統(tǒng)副總設(shè)計師賈陽親歷了10年歷程,從最開始對月面的認識“只能來源于美蘇”,到“選擇美蘇沒去過的區(qū)域著陸、巡視,增加人類對月球的認識”。

嫦娥和玉兔都不是對蘇聯(lián)、美國探月任務的簡單重復。

一個直觀的細節(jié)是,玉兔車上采用的雙目立體視覺技術(shù)、自主導航避障技術(shù)等,41年前還根本不存在。嫦娥三號巡視器產(chǎn)品保證工程師王芳說,“無論是系統(tǒng)設(shè)計水平,還是平臺速度能力,玉兔與2003年發(fā)射的美國火星探測器好奇號和機遇號更有可比性,大量新技術(shù)的采用,降低了任務執(zhí)行的風險,提高了可靠性。”

相比玉兔號的遙操作,第一輛月球車的“電視攝像操作”“弱爆了”

當玉兔車終于安睡,嫦娥三號巡視器主管設(shè)計師彭松松了一口氣,他慶幸玉兔車在尋找休眠點的路上躲過了重重風險。

彭松負責機構(gòu)規(guī)劃,如果遙操作不慎,就會影響到全向天線接收地面指令,一旦斷了與地球的通信鏈路,斷了這根隔著38萬公里牽著玉兔號飛的“風箏線”,后果不堪設(shè)想。

43年前,當人類第一輛月球車蘇聯(lián)“月球車1號”從“月球17號”探測器轉(zhuǎn)移到月面時,也有一條窄束天線背在它的身上。相比之下,這條天線對全無自主導航能力的“月球車1號”來說,顯得更為致命。

探月工程總設(shè)計師吳偉仁告訴記者,蘇聯(lián)當時對月球車采取的“電視攝像操作”方式今天看來是十分原始的:蘇聯(lián)專門組織了一個飛行員梯隊,5個人一組,輪班倒,每個人每天“開”8小時,而這些飛行員判斷行駛的依據(jù),就是月球車通過天線傳下來的現(xiàn)場攝像。

對于這種手動駕駛方式,嫦娥三號巡視器遙操作副主任設(shè)計師吳克告訴記者,駕駛員對環(huán)境的認知難以精確判斷,如果前路有坑,什么時候避開坑,只能靠駕駛員估算,精度自然低。

相比之下,玉兔號的“遙操作”比蘇聯(lián)的方法更為精密周全,吳克告訴記者,其任務規(guī)劃分三個層次進行。

首先是戰(zhàn)略層次的任務規(guī)劃:依據(jù)全景相機拍攝30米內(nèi)圖像,任務支持中心跟地面應用系統(tǒng)的科學家協(xié)商,科學家提出他們想去圖中哪些點,巡視器團隊從工程角度上判斷哪些點不能去,然后把科學家感興趣的探測目標串起來,形成軌跡。

其次是戰(zhàn)役層次的周期規(guī)劃:對這些點進行相對定位,將30米的軌跡分割成約7米一段。

最后是戰(zhàn)術(shù)層次的導航規(guī)劃:利用導航相機將要走的約7米路段進行拍攝,規(guī)劃出行駛路線。剩下的,就交給數(shù)字仿真系統(tǒng)去驗證。

當然,無論是月球車一號還是玉兔號,都有一段無法回避的斷線期。一旦月球車進入休眠,其與地面的聯(lián)系也隨之中斷。

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