???? 浙江在线杭州8月21日讯(记者 梁国瑞 通讯员 周姬梅)“嫦娥”奔月圆了中国人几千年来的梦想,“嫦娥”二次奔月,还将给我们带来什么样的惊喜?
“嫦娥”将带“月球车”探月
早在2007年12月,“嫦娥一号”总设计师、总指挥叶培建就透露,“嫦娥”二次奔月将携带机器人和“月球车”(月面巡视探测器)登月。今年4月23日,“月球车”通过验收。
“月球车”登陆月球表面后,如何行走?行走速度有多块?怎么完成预定的科研任务?
一系列的难题吸引了国内几十家科研院所和高校的专家,在这些研究“月球车”的机构中,专注于“月球车”视觉导航子系统研发的浙江大学刘济林教授,成了业内的佼佼者。
刘济林关于“月球车”视觉导航传感器的基本理论和原型实现,可解决月球车导航和控制的关键技术和理论,因此获得了国家自然科学基金重点项目《基于机器视觉传感器的月球车导航和控制》、浙江省科技厅国际科技合作重点项目《月球表面移动机器人的导航和控制研究》及浙江省重点实验室建设经费的支持。
“月球车”长着八只眼
根据规划,预计在2015年前完成的“嫦娥”二次奔月,将通过研制月球着陆器和巡视探测器、建立地面深空站,着陆探测器将“登陆”月球,并释放一辆小型“月球车”对月表进行探测。
“月球车”到达月球表面后,如何进行探测?
记者今天在浙江省综合信息网技术重点实验室里,看到了“月球车”的雏形:在一个模拟的“月球表面”,散布着一些岩石,一辆类似儿童玩具的“月球车”,在没有任何人遥控指挥的情况下,慢慢前行、转弯、停止,活动自如……
“真正的‘月球车’将有四对共8只眼睛。”刘济林介绍说,车顶上有个杆子,上面将装2对照相机——相当于“月球车”的眼睛。其中一对是全景相机,另一对是导航相机。车顶上的这根杆子还可以旋转。车前车后还各有一对避障照相机,“看”得相对较近。
如何判断方向和距离?
月球上无法使用GPS定位系统,又没有人工的遥控,“月球车”如何在布满火山岩和陨石坑的复杂环境中行驶?
“八个照相机就是它的八只眼,我们研究的核心问题就是让它根据照相机拍摄的图片,分析出周围的地形地貌,测量出自己所处的方位以及与障碍物的距离,然后制订出最合适的路线,然后往前行驶。”刘济林介绍说,这就是视觉导航系统的核心任务。
视觉导航系统不但可以让“月球车”找到方向,还能根据拍摄到的图像,拼接出月球表面的三维地形图,
月球车能够工作多少天?
早在1970年,前苏联就已经成功将“月球车1号”带到月球上。同年,美国也将阿波罗号“月球车”带上月球。当时的“月球车”并不完善,无法完成预期的科考工作。2004年,美国又相继将“勇气号”和“机遇号”火星车发送到火星上。
按照国际经验,“月球车”和“火星车”的设计使用时间为90天,“我们的‘月球车’设计使用寿命应该不会超过这个时间。”刘济林说。
一天能开10米远
“月球车”在月球表面行驶,速度能达到多少呢?
在实验室里,记者看到的“月球车”雏形行驶的速度并不慢,与小孩子的玩具车速度相当。到了月球表面会怎么样呢?
“按照目前的情况来看,不会超过10米/天。”刘济林说,实验室里的“月球车”用的是笔记本电脑,处理图片和形成路线规划的速度较快,到了月球上,由于电池功效受限制、防辐射等原因,电脑处理速度会大大降低,甚至连老掉牙的286电脑都比不上。
参看美国发射到火星上探测的“火星车”,650个火星日(每个火星日相当于29个小时左右)内,刚好行驶了6.5公里,平均每天10米。
而月球上的条件比火星上更加“恶劣”:火星上有大气层环绕,29小时一昼夜;而月球上处于真空状态,并且一昼夜的时间将近地球上的一个月,“‘月球车’行驶的平均速度不会超过每天10米。”刘济林说。