月球车设计者：“玉兔”3个月内不会做高风险动作

　　根据嫦娥三号探测器从月球上传回的图像，中国科学家对探测器周围的一块金字塔形石头、一片高地和一个大坑表示出兴趣。未来“玉兔”号月球车将去哪里，面临很多抉择。

　　“玉兔”去哪儿首先由科学家提出。据悉，科学家们已经筛选出的几个感兴趣目标包括：着陆器西南方向约42米处的一块金字塔形大石头，这是科学家们从未见过的；偏西方向的一片高地，登上那里可以俯视周围的环境；北面10多米处的一个陨石坑。

　　嫦娥三号月球探测器副总设计师贾阳说：“我们从工程技术上会积极满足科学家们的需求，但是要在确保巡视器安全和后继任务的顺利实施前提下对目标进行选择。”

　　“我们要考虑月球车的能力，还要考虑12月26日将迎来‘玉兔’登月后的第一个月夜，那里的地形是否适合休眠。所以去哪是要结合科学家和工程技术人员两方的意见。”贾阳说。

　　准备好了吗？

　　15日嫦娥三号着陆器与巡视器分离后，月球车从着陆器的北面沿有阳光的东侧绕到着陆器的南方，并分别在五个位置完成了两器互拍。地面规划控制人员根据过去几日月球车上的全景相机拍摄的图像，已经生成着陆区周围的三维地形图。

　　在这几个点的移动过程中，测月雷达也已正常工作。目前月球车进入月面测试阶段。“我们要确认月球车各项功能都正常。”贾阳说。

　　地面遥操作人员已经完成太阳翼大角度功率测试，机械臂展开，有效载荷设备全部开机测试正常。

　　巡视器任务规划技术负责人李群智说：“目前为止，月面上的真实情况与我们预先在地面上的演练太像了，这表明之前我们开展的内场、外场试验发挥了很大的作用，所以我们现在没有太大的压力。”

　　怎么去？

　　在确定了一个大的目标方向，也就是战略规划后，月球车的遥操作人员还要做更细致的规划。

　　“例如我们确定了要去天安门或长城，不可能一次就走到。我们要分成间隔7至10米的点。我们要根据全景相机的信息，规划出序列。这个过程中，我们要考虑的是各个点光照是否充足，对地通信是否通畅，在各点哪些载荷设备要工作，这是战役规划。”贾阳说。

　　接下来，遥操作人员要做战术层面的路径规划，就是要解决如何达到7至10米外的点，这时主要考虑的是地形状况。在走的过程中，遥操作人员还要控制月球车的天线对着地球，太阳翼对着太阳，控制机械臂投放载荷开展探测。

　　大目标的确定依靠的是全景相机，它的特点是视场较小，但分辨率高，通过环拍可以获得30米之内的高精度地形图。而7至10米内的路径规划依靠的是导航相机，它通过对行进方向120度范围进行成像，规划行驶路线。

　　在路径规划后，遥操作人员还要在计算机上用数字月球车进行模拟，确认规划结果正确。

　　数字巡视器仿真系统技术人员王倩说：“这种数学模拟要做两次。在最后的计划生成后，我们还会让数字车再迅速走一遍，叫‘快速伴飞’。”

　　另一位技术人员李清毅说，通过数学仿真反复验证也是国际上先进航天器的通常做法，这样可以降低成本，提高可靠性。

　　为确保月球车的安全，工程技术人员对极为特殊的情况也做了准备。“假如车子驶入了乱石堆或轮子沉陷了，又假如车子发生故障，我们对制定的策略不放心，就会在试验场内模拟月面情况，让月球车的样机进行物理仿真模拟。”贾阳说。

　　在地球上驾驶一辆车，可以依靠GPS、北斗、地图来确定车的位置，那么在月球上呢？

　　主持月球车高精度导航定位关键技术研究的中科院遥感与数字地球研究所研究员刘少创说，月球车的定位使用了很多方法，例如：无线电定位、天文定位、惯性导航系统定位、里程计推算、月球探测器影像与已有的高分辨率卫星影像对比等。

　　“月球车的高精度定位对于科学采样勘探具有重要意义。而月球车路径规划也是建立在精确定位的基础上的。”刘少创说。

　　在走老路吗？

　　1970年，前苏联发射的“月球”17号探测器携带了人类历史上第一辆月球车。随后美国将有人驾驶的月球车成功应用到阿波罗15、阿波罗16、阿波罗17登月飞船的探测任务中。

　　40年来首次重返月球的月球车设计者贾阳说，无论是前苏联还是美国的月球车使用的都是40年前的技术。“玉兔”是现代科技的结晶，大量使用了近40年来发展起来的新技术：用大规模的集成电路代替了当年的晶体管，采用无刷电机技术解决了有刷电机寿命有限的问题，车载的科学仪器无论是探测的手段，还是探测的精度都已有了飞跃性的变化。更何况“玉兔”上采用的立体视觉技术、自主避障技术等，40年前还根本不存在。

　　“玉兔”的预定工作期是三个月。但是贾阳说：“探测器的各项功能在三个月不会有明显的退化，我们有信心工作得更长。”

　　他说：“这三个月内，工程技术人员首先考虑的是要保证探测器的安全，所以不会做太高风险的动作。在顺利完成三个月的既定任务后，如果科学家们想探测高难度的地方，我们再去挑战能力的极限。”(记者喻菲 姬少亭 赵薇)