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VR模拟驾驶、会“思考”的火星车……“天问一号”离不开这些让

时间:2020-08-24 16:44来源: 作者:admin 点击: 6 次
内容提要:国家航天局探月与航天工程中心消息,7月23日发射的天问一号火星探测器目前飞行距离已经超过800万公里,也成功进行了一次轨道修正,但对于研制团队来说,难点和关键环节还在后面,对天问一号探测器的考验才刚刚开始。 国家航天局探月与航天工程中心消息,7月23日发射的天问一号火星探测器目前

内容提要:国家航天局探月与航天工程中心消息,7月23日发射的天问一号火星探测器目前飞行距离已经超过800万公里,也成功进行了一次轨道修正,但对于研制团队来说,难点和关键环节还在后面,对天问一号探测器的考验才刚刚开始。


国家航天局探月与航天工程中心消息,7月23日发射的天问一号火星探测器目前飞行距离已经超过800万公里,也成功进行了一次轨道修正,但对于研制团队来说,难点和关键环节还在后面,对天问一号探测器的考验才刚刚开始。

专家介绍,目前的飞行都属于平稳的常规动作,控制上相对容易。而后续深空机动、近火制动等涉及到轨道控制的操作,才是真正要面对的难关。 

航天科技集团五院 天问一号探测器系统副总设计师 贾阳: 最关键的环节应该就是到火星附近之后的刹车,因为这个机会就只有一回。如果要是这个过程中有些闪失的话,我们实际上后边没有回旋的空间。 

此前美国、苏联等国都在这一步失败过,没能进入到火星轨道,足以体现这次刹车的重要性。 

成功进入火星轨道后,就进入相对平稳的环绕飞行阶段。这个阶段大约要持续两个多月的时间,在进行环绕探测的同时,根据探测到的信息判断是否具备着陆条件。 

航天科技集团五院 火星探测器总体主任设计师 王闯:在环火的过程中,我们会用环绕器的高分辨率相机对着陆区进行拍照,确认一下着陆区是不是和我们预期的一致。 

选择好着陆点、确定了着陆时间就进入到下一个关口。火星着陆的过程经常有“恐怖七分钟”之说,受到通信限制,整个着陆过程只能靠探测器自己进行判断和执行,地面来不及做任何处置。 

航天科技集团五院 天问一号探测器系统副总设计师 贾阳:我们可能没准要长一点,也许要9分钟。然后接下来(火星)车从平台上驶下来,整个过程还是挺熬人的。可能需要一周多的一个时间才能从那个平台上走到火星表面上来。 

只有火星车成功行驶在火星表面,并传回了探测数据,才意味着此次火星探测任务取得成功。此前只有美国的探测器成功实现了着陆和巡视探测,因此此次天问一号任务还任重而道远。

在火星探测器的研制过程中,团队也引进了很多全新的研制手段。在中国空间技术研究院,就有这样一套虚拟现实的演示系统。不仅能够还原出火星车的三维设计,还能够模拟火星车在火星表面的行驶状态。

这个虚拟现实的环境是由四面具有3D效果的大屏幕组合而成,研制人员戴上3D眼镜站在中间,就可以有一个沉浸式的体验。 

眼前的场景是火星车的三维设计仿真结果,研制人员不仅能够看到火星车内部的设计状态和部件分布,还可以提前模拟装配过程,减少后期实际装配时的风险。 

航天科技集团五院 信息中心副主任 赵伶丰:包括到时候工人装配起来是不是方便,是不是可以够着都能进行模拟仿真。他(演示人员)戴的叫主眼镜,它里面有一个传感器可以判别使用者的方位。比如说他蹲下的时候,就自动就能看到下面的零部件了。 

此外,研制团队还在这套系统中模拟出了火星车在火星表面的工作状态。不仅可以模拟天线展开、太阳翼展开,爬坡、转向等操作,还可以在未来火星车着陆在火星表面后,结合真实的遥测数据,对火星车实时的状态进行可视化的展示。 

航天科技集团五院 信息中心副主任 赵伶丰:主要是火星车它自己的姿态的情况,包括它的位移、角度,包括它可能将来还有一些上、下行的信息,信号的一些速率,还有温度等。我们可以结合实际遥测的数据来更新我们这个模型。 

类似这样的地面模拟系统不仅应用在火星探测任务中,在北斗、空间站以及后续嫦娥五号等重要的航天任务中都已经有所应用,提高了研制效率,也降低了研制的成本。

在虚拟现实还原出的火星表面上,我们也看到了我国首辆火星车的大致形象。在设计师贾阳眼中,它就像一只行走火星的“蓝色蝴蝶”。那么,这个“蓝色蝴蝶”究竟有什么特点?研制团队对它有怎样的期待呢?

贾阳,天问一号任务火星车总设计师。五年前,他在完成了玉兔号月球车的研制任务后,就开始了火星车的研究。有了玉兔号的研制经验,贾阳在这辆火星车上,也寄予了更多的期待。 

航天科技集团五院 天问一号探测器系统副总设计师 贾阳:在设计火星车的时候,我们是希望设计一个能力强又漂亮的火星车。最后我们聚焦到现在的方案的时候,应该说至少我自己第一反应就是我们得到了一只蓝色的闪蝶。 

不仅外形特殊漂亮,这辆火星车在性能上也有很多以前玉兔号月球车不具备的能力,最突出的特点就是自主性的提高。月球车在行驶时,更多的是执行工作人员下发的指令,很少需要自己动脑规划路线。而现在,由于火星距离地球最近时也要5500万公里,最远甚至达到4亿公里,将会给火星车和地面间的通信带来巨大的挑战。 

航天科技集团五院 天问一号探测器系统副总设计师 贾阳:基本上可以打一个比方,就是咱俩24小时说两次话,一次是你告诉我你的情况,然后一次是以我这边为主,告诉未来24小时你要做什么工作。火星车的自主能力,相对于月球车来说的话,应该说是一个比较巨大的(提升)。

此外,针对火星表面的未知环境,研制团队对火星车的越障能力也做了提升,它还可以横着进行“蟹形”移动。 如今,这只蓝色的蝴蝶正在飞向它最终的考场,属于贾阳和研制团队的考验也才刚刚开始。 

航天科技集团五院 高级工程师 权爽: 我们一共(研制)六年,两千多天,无数的航天人付出了很多的辛苦和努力。希望它一路顺风,能够安全到达。 

航天科技集团五院 火星探测器着陆巡视器供配电分系统主任设计师 陈燕:万里长征开启了第一步吧,我相信我们整个火星探测任务会一步比一步更精彩。

(责任编辑:)
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