6个“风火轮”能挑重担
月球车,学名月面巡视探测器。在上海航天技术研究院所属上海宇航系统工程研究所,记者看到月球车原理样机:身披金衣,有长长的“脖子”——司职地月对话的通讯天线;敏锐的“眼睛”——头顶的导航相机与前后方的避障相机;一只灵巧的“胳膊”——负责钻孔、研磨和采样的机械臂;一对宽大的“翅膀”——太阳能电池帆板;脚踩六个“风火轮”——六轮摇臂式行走系统,“肚子”里还能装下多种科学设备,相当于一座可移动的月球实验室。
从外观看,样机与真机区别不大,但实际上在很多细节上,即将登月的月球车设计更精巧、科学。比如,经反复验证,六轮摇臂式行走系统的“轮子”采用了钛合金制造的筛网轮,能使月球车在行驶时牵引效率更高。
六个“风火轮”能挑重担——承载相当于自身重量6倍的巡视器本体;身手敏捷,前进、后退、原地转向、边走边转,样样在行。
4只“眼睛”拍照又导航
据介绍,月球车将搭乘着陆器完成从地球到月球的旅行,最后由着陆器释放至月球表面,“下地走路”、采样探测。
月球车上有4只“眼睛”,分别是全景相机和导航相机。通过相机,月球车能够“看”到周围环境,若遇到超过20度的斜坡、高于20厘米的石块或直径大于2米的撞击坑,能自主安全避让。
“月球车行进速度非常慢。”全程参与研制的主任设计师肖杰说,它需要具备独立处理各种环境的能力。配置若干个传感器,在得知周围环境、自身姿态、位置等信息后,通过地面重构三维地形图,再规划方向,勾画出到达目标点的路径,导航控制走到目的地。
模拟月表形貌挑战很大
“月球重力是地球的六分之一,月球表面的土壤非常松软。另外,月球表面凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种情况下,月球车既不能打滑,也不能翻车,对我们挑战很大。”肖杰说。
在上海宇航系统工程研究所的月表形貌综合模拟试验控制室,记者看到一片灰色绵软“沙子”高低起伏,还时不时有些小坡和坑。
为了模拟月球的环境,科研人员特地从长白山运回与月球表面物质成分相近的火山灰,并通过钢丝吊挂模拟月球车的低重力环境。
科研人员让月球车车轮反复在一条6米多长的通道上来回行驶测试。“我们试验了几千次,就是为了确认哪种车轮的构型更能适应月球环境。” 本报记者 叶薇