就在5月22日,国家航天局发布消息称,祝融号火星车成功驶上火星表面。作为火星车“驾驶员”,我国首次火星探测任务遥操作总体主任设计师张辉向记者介绍了假使火星车的“三要素”。 60年前,人类就开启了对火星的探险之旅,但数据显示,完全成功率仅为43%,抵达火星,远比想象的要难。4亿公里的距离、着陆时的“恐怖9分钟”、测探时的种种关卡,让人类的火星之旅 “步步惊心”。 探测器着陆火星模拟图 对于火星探测,张辉做了一次简单的科普。 从探测的分类来讲,分为环绕探测和区域巡视探测。 比如,早期嫦娥工程的环月飞行,获取大范围月面尺度的地图,属于环绕飞行探测。在“天问一号”任务里也有承担同样角色的航天器:环绕器,它是执行火星环火探测的飞行器,通过在轨道上飞行,对火星进行全区域的环绕探测。比如,“嫦娥五号”在地外天体的表面进行相应的探测行为,属于区域的巡视探测。区域的巡视探测依托的主体是机器人,张辉的工作对象就是这一类具有一定智能程度的机器人:有一定的移动能力,探测能力,感知能力等。“我们把它叫控制对象,控制对象放在不同的控制环境下,实现不同的控制目标(控制的目标就是完成巡视探测)。” 控制环境、控制目标和控制对象,是形成控制系统,三个非常重要的元素。这三个元素任何一点不同都可能带来任务的区别、难度或者挑战。 月球表面环境是高真空强光照,意味着环境相对单一简单,挑战更多的来自于月面的地形是未知的。而火星有大气、有晴天,也有沙尘天,环境的时变,给火星车的生存、控制带来了挑战。 “机遇”号火星车 其中最大的挑战是:能源。 我国的月球车和火星车,是通过太阳翼来实行供电的。对于控制来讲,约束比月球上更苛刻,考虑的内容更多。 “祝融”号火星车 据科学统计数据,火星表面岩石覆盖是月球的两倍,在岩石覆盖度更高的表面进行区域的巡视移动探测,难度会比月球车更难。并且,由于火星有风场,它的石头常年属于风化的状态。从目前获取的信息来看,火星地形具有视觉欺骗性。“通过人眼去看,似乎是一片平地,但可能走过去就发生了沉陷。”张辉说。
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