嫦娥團隊:沒更多國外參考數據 只好再造一個月球|玉兔|嫦娥
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:我們是不是在重複別人走過的路?
2013年12月15日4時,航天史被玉兔號月球車改寫——她用160秒走出了相當於一個半車體長的路程,人類自1972年阿波羅17號登月後,再無月球車在月面留下足印的記錄就此終結。
從2004年探月工程立項至今,探月工程二期探測器系統副總設計師賈陽親歷了10年歷程,從最開始對月面的認識「只能來源於美蘇」,到「選擇美蘇沒去過的區域著陸、巡視,增加人類對月球的認識」。
嫦娥和玉兔都不是對蘇聯、美國探月任務的簡單重複。
一個直觀的細節是,玉兔車上採用的雙目立體視覺技術、自主導航避障技術等,41年前還根本不存在。嫦娥三號巡視器產品保證工程師王芳說,「無論是系統設計水平,還是平台速度能力,玉兔與2003年發射的美國火星探測器好奇號和機遇號更有可比性,大量新技術的採用,降低了任務執行的風險,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」
當玉兔車終於安睡,嫦娥三號巡視器主管設計師彭鬆鬆了一口氣,他慶幸玉兔車在尋找休眠點的路上躲過了重重風險。
彭松負責機構規劃,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」,後果不堪設想。
43年前,當人類第一輛月球車蘇聯「月球車1號」從「月球17號」探測器轉移到月面時,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。
探月工程總設計師吳偉仁告訴中國青年報記者,蘇聯當時對月球車採取的「電視攝像操作」方式今天看來是十分原始的:蘇聯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,就是月球車通過天線傳下來的現場攝像。
對於這種手動駕駛方式,嫦娥三號巡視器遙操作副主任設計師吳克告訴記者,駕駛員對環境的認知難以精確判斷,如果前路有坑,什麼時候避開坑,只能靠駕駛員估算,精度自然低。
相比之下,玉兔號的「遙操作」比蘇聯的方法更為精密周全,吳克告訴記者,其任務規劃分三個層次進行。
首先是戰略層次的任務規劃:依據全景相機拍攝30米內圖像,任務支持中心跟地面應用系統的科學家協商,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,然後把科學家感興趣的探測目標串起來,形成軌跡。
其次是戰役層次的周期規劃:對這些點進行相對定位,將30米的軌跡分割成約7米一段。
最後是戰術層次的導航規劃:利用導航相機將要走的約7米路段進行拍攝,規划出行駛路線。剩下的,就交給數字模擬系統去驗證。
當然,無論是月球車一號還是玉兔號,都有一段無法迴避的斷線期。一旦月球車進入休眠,其與地面的聯繫也隨之中斷。
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