直到38萬(wàn)公里外的嫦娥三號(hào)著陸器和玉兔車都“睡”了,地球上的一些中國(guó)人仍有一個(gè)疑問(wèn):我們是不是在重復(fù)別人走過(guò)的路?
2013年12月15日4時(shí),航天史被玉兔號(hào)月球車改寫(xiě)——她用160秒走出了相當(dāng)于一個(gè)半車體長(zhǎng)的路程,人類自1972年阿波羅17號(hào)登月后,再無(wú)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(xiàng)至今,探月工程二期探測(cè)器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師賈陽(yáng)親歷了10年歷程,從最開(kāi)始對(duì)月面的認(rèn)識(shí)“只能來(lái)源于美蘇”,到“選擇美蘇沒(méi)去過(guò)的區(qū)域著陸、巡視,增加人類對(duì)月球的認(rèn)識(shí)”。
嫦娥和玉兔都不是對(duì)蘇聯(lián)、美國(guó)探月任務(wù)的簡(jiǎn)單重復(fù)。
一個(gè)直觀的細(xì)節(jié)是,玉兔車上采用的雙目立體視覺(jué)技術(shù)、自主導(dǎo)航避障技術(shù)等,41年前還根本不存在。嫦娥三號(hào)巡視器產(chǎn)品保證工程師王芳說(shuō),“無(wú)論是系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平,還是平臺(tái)速度能力,玉兔與2003年發(fā)射的美國(guó)火星探測(cè)器好奇號(hào)和機(jī)遇號(hào)更有可比性,大量新技術(shù)的采用,降低了任務(wù)執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn),提高了可靠性。”
相比玉兔號(hào)的遙操作,第一輛月球車的“電視攝像操作”“弱爆了”
當(dāng)玉兔車終于安睡,嫦娥三號(hào)巡視器主管設(shè)計(jì)師彭松松了一口氣,他慶幸玉兔車在尋找休眠點(diǎn)的路上躲過(guò)了重重風(fēng)險(xiǎn)。
彭松負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)規(guī)劃,如果遙操作不慎,就會(huì)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(wàn)公里牽著玉兔號(hào)飛的“風(fēng)箏線”,后果不堪設(shè)想。
43年前,當(dāng)人類第一輛月球車蘇聯(lián)“月球車1號(hào)”從“月球17號(hào)”探測(cè)器轉(zhuǎn)移到月面時(shí),也有一條窄束天線背在它的身上。相比之下,這條天線對(duì)全無(wú)自主導(dǎo)航能力的“月球車1號(hào)”來(lái)說(shuō),顯得更為致命。
探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁告訴記者,蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)對(duì)月球車采取的“電視攝像操作”方式今天看來(lái)是十分原始的:蘇聯(lián)專門(mén)組織了一個(gè)飛行員梯隊(duì),5個(gè)人一組,輪班倒,每個(gè)人每天“開(kāi)”8小時(shí),而這些飛行員判斷行駛的依據(jù),就是月球車通過(guò)天線傳下來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)攝像。
對(duì)于這種手動(dòng)駕駛方式,嫦娥三號(hào)巡視器遙操作副主任設(shè)計(jì)師吳克告訴記者,駕駛員對(duì)環(huán)境的認(rèn)知難以精確判斷,如果前路有坑,什么時(shí)候避開(kāi)坑,只能靠駕駛員估算,精度自然低。
相比之下,玉兔號(hào)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(wù)規(guī)劃分三個(gè)層次進(jìn)行。
首先是戰(zhàn)略層次的任務(wù)規(guī)劃:依據(jù)全景相機(jī)拍攝30米內(nèi)圖像,任務(wù)支持中心跟地面應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)家協(xié)商,科學(xué)家提出他們想去圖中哪些點(diǎn),巡視器團(tuán)隊(duì)從工程角度上判斷哪些點(diǎn)不能去,然后把科學(xué)家感興趣的探測(cè)目標(biāo)串起來(lái),形成軌跡。
其次是戰(zhàn)役層次的周期規(guī)劃:對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)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(dǎo)航規(guī)劃:利用導(dǎo)航相機(jī)將要走的約7米路段進(jìn)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(yàn)證。
當(dāng)然,無(wú)論是月球車一號(hào)還是玉兔號(hào),都有一段無(wú)法回避的斷線期。一旦月球車進(jìn)入休眠,其與地面的聯(lián)系也隨之中斷。
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