將完成首次月壤月巖實(shí)測(cè) 將來星球探測(cè)機(jī)器人或“組團(tuán)”出征
“玉兔號(hào)”“攬?jiān)绿?hào)”“追夢(mèng)號(hào)”“復(fù)興號(hào)”“龍騰號(hào)”……現(xiàn)階段，為我國(guó)首臺(tái)月球車起名的流動(dòng)正在熾熱舉行，已經(jīng)有超百萬網(wǎng)友介入此中。
嫦娥三號(hào)使命方案于本年12月施行，實(shí)現(xiàn)我國(guó)航天器第一次正在地外天體軟著陸和巡查探測(cè)。備受外界矚目標(biāo)我國(guó)自立研制月球車，將初次實(shí)現(xiàn)取月球的零距離接觸。
據(jù)領(lǐng)會(huì)，月球外觀巡查的３個(gè)月中，月球車將依賴各類先進(jìn)設(shè)備對(duì)月表展開三維光學(xué)成像、紅外光譜剖析，展開月壤厚度和構(gòu)造的科學(xué)探測(cè)，對(duì)月表物質(zhì)次要元素展開現(xiàn)場(chǎng)剖析。它傳返來的數(shù)據(jù)，將接濟(jì)人們更直接、更精確地領(lǐng)會(huì)神秘的玉輪。
中心存眷
我國(guó)月球車140公斤壽命3個(gè)月
“月球軟著陸器根據(jù)反推火箭緩沖，正在月面上緩緩下降，艙門翻開，主動(dòng)彈出斜梯。月球車緩舒睜開蜷縮的身體，調(diào)整好姿勢(shì)，走出艙門，滑下斜梯，起頭散步月球……”
被譽(yù)為“嫦娥之父”的中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)月球探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)，曾如許描寫中國(guó)月球車未來登臨月球的場(chǎng)景。
將隨嫦娥三號(hào)探月的我國(guó)自立研制的首臺(tái)月球車為三軸六輪構(gòu)造，設(shè)計(jì)質(zhì)量140公斤，壽命為3個(gè)月，可正在月球上3公里范圍內(nèi)延續(xù)行走10公里。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人所丁希侖傳授正在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)暗示，正在月球上它將實(shí)現(xiàn)主動(dòng)導(dǎo)航和挑選線路，主動(dòng)拐彎、爬坡、躲障等功能，然后自身或經(jīng)著陸器把數(shù)據(jù)傳輸回地球。
測(cè)月雷達(dá)將初次實(shí)測(cè)月壤月巖
頭頂定向天線，腳踩“風(fēng)火輪”，兩側(cè)伸出太陽(yáng)能帆板，身后“背著”導(dǎo)航及全景相機(jī)，“肚子”里還裝著紅外成像光譜儀、躲障相機(jī)、機(jī)器臂、激光點(diǎn)陣器……
雖被稱為月球車，但事實(shí)上它是一個(gè)“小型化、低功耗、高集成”的探月機(jī)器人。丁希侖報(bào)告科技日?qǐng)?bào)記者，我國(guó)月球車底部安裝有一臺(tái)測(cè)月雷達(dá)，將在國(guó)際上初次實(shí)測(cè)1到30米深的月壤厚度和1到3000米深度的月殼巖石布局。 另外它另有一條機(jī)器臂，能在月壤、月巖中勘察取樣，供現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。
月球輪廓松軟，七高八低，障礙物多，月球車正在月面巡查時(shí)采用自立導(dǎo)航和空中遙控的組合形式。
探月工程副總批示、探月取航天工程中心主任李本正引見，月球車的導(dǎo)航相機(jī)等設(shè)備可以對(duì)月面環(huán)境和停滯舉行感知和辨認(rèn)，然后對(duì)巡查的途徑舉行計(jì)劃。
“包裹式睡眠”應(yīng)對(duì)14天永夜磨練
月球日夜距離約莫相當(dāng)于地球上的14天，日夜溫差大，白晝溫度高達(dá)130—150攝氏度，夜間可下降到零下160—零下180攝氏度。“永夜難過”是月球車必需應(yīng)對(duì)的磨練。
為處理這一題目，技術(shù)人員為月球車設(shè)計(jì)了能夠伸縮的太陽(yáng)能帆板，日間發(fā)電時(shí)睜開，夜晚則收起來，“正好將儀器設(shè)備包正在內(nèi)里”。這類“包裹式睡眠”，有助于包管儀器不容易失溫，保障各類儀器不被凍壞，并且有盈余電力正在月球上的第二天凌晨“自立醒來”，睜開太陽(yáng)能帆板驅(qū)逐新一天的陽(yáng)光。另外，日間時(shí)，帆板還能夠調(diào)解角度，制止被陽(yáng)光照射得太熱。
對(duì)話專家
40年，月球車的“宿世此生”
科技日?qǐng)?bào)：月球車閱歷了40年的成長(zhǎng)，有哪些技術(shù)上的奔騰？
丁希侖（北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所傳授）：“月球17號(hào)”探測(cè)器所搭載的“月球車1號(hào)”于1970年11月17日正在月面雨海區(qū)域著陸，這是人類第一次正在地球上對(duì)發(fā)送到別的一個(gè)星球上的機(jī)器人開展長(zhǎng)途掌握。這臺(tái)月球車上的設(shè)備包含一架錐形天線、一個(gè)高精度定向的螺旋天線、四臺(tái)電視攝像機(jī)，和一些用來丈量月壤密度和物理、化學(xué)特點(diǎn)的設(shè)備。限于那時(shí)的手藝前提，車上所搭載的有效載荷偏少，正在月面挪動(dòng)以長(zhǎng)途遙控操縱為主，不克不及自立躲障行走。
40年過去了，因?yàn)橘Y料、能源和人工智能等手藝的進(jìn)展，無人月球車正在輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱控、導(dǎo)航掌握等方面取得了很大的發(fā)展，月面存活工作時(shí)間愈來愈長(zhǎng)，自立導(dǎo)航和躲障本領(lǐng)愈來愈強(qiáng)，所搭載的有效載荷還愈來愈多，愈來愈細(xì)密。
月球車還需打破能源質(zhì)料等瓶頸
科技日?qǐng)?bào)：現(xiàn)在最中心的手藝是什么？還需要攻克的困難有哪些？
丁希侖：純真對(duì)月球車自己來講，今朝最中心的技能之一是能源取熱控，保障其正在崎嶇溫差大和真空等刻薄的月面環(huán)境下存活工作時(shí)間充足長(zhǎng)，中心技能之二是高性能的挪動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其正在月球外面月壤極度松軟且坎坷不平等卑劣情況下具有很好的爬坡、越障和抗顛覆本領(lǐng)。
月球表面溫度正在零下170攝氏度到零上130攝氏度之間, 還需要攻克的困難主如果：若何研討開辟新型材料，使月球車的布局正在月面溫差較大的卑劣環(huán)境下長(zhǎng)期保持堅(jiān)固耐用；若何研討開辟超強(qiáng)長(zhǎng)期的小型高效能源裝配，滿意月球車正在月面留宿、大范圍巡查和有效載荷事情等能耗需求。
將來機(jī)器人或?qū)ⅰ敖M團(tuán)”完成星球探測(cè)
科技日?qǐng)?bào)：現(xiàn)階段您的研討中，取月球車相干的事情可否引見一下？
丁希侖：由2002年起頭我率領(lǐng)北航空間機(jī)器人研討團(tuán)隊(duì)展開輪腿復(fù)合式星球探測(cè)機(jī)器人的研討，2004年北京航空航天大學(xué)取意大利米蘭理工大學(xué)結(jié)合設(shè)計(jì)了一種融會(huì)腿式良好地形適應(yīng)能力和輪式高速高效長(zhǎng)處的新型腿輪式六足變構(gòu)造星球探測(cè)機(jī)器人。具有輪腿復(fù)合的行走機(jī)構(gòu)和半球形的模塊化本體構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)多種行走形式。機(jī)器人樣機(jī)正在2006年第8屆國(guó)際月球探測(cè)取行使大會(huì)上展現(xiàn)，廣受國(guó)內(nèi)外專家贊譽(yù)。
今朝，我們對(duì)星球探測(cè)機(jī)器人樣機(jī)又進(jìn)行了屢次改良設(shè)計(jì)，目下當(dāng)今的新型機(jī)器人樣機(jī)功效更加強(qiáng)盛，除具有機(jī)動(dòng)多變的步態(tài)外，還具有翻倒自恢復(fù)本領(lǐng)和腿臂交融操縱的本領(lǐng)。
與此同時(shí)，我們還正在研討多機(jī)器人團(tuán)隊(duì)合作——這一新型的星球探測(cè)形式。根據(jù)群體行為的調(diào)和優(yōu)化掌握，可以高效探測(cè)未知環(huán)境，完成單個(gè)機(jī)器人沒法完成的龐雜使命。別的，體系具有容錯(cuò)性，機(jī)器人之間可以互相輔佐和維修，即便此中的某個(gè)機(jī)器人發(fā)作毛病，還不容易危害全部探測(cè)使命的完成，增加了探測(cè)功課的安全性和可靠性。
火星鏈接
不得不不說的“獵奇”號(hào)
作為迄今為止人類送往火星的最為專業(yè)和進(jìn)步前輩的儀器，“獵奇”號(hào)一向活潑正在關(guān)于火星探測(cè)的報(bào)導(dǎo)中。
丁希侖先容，“獵奇”號(hào)是第一輛接納核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的火星車，它攜帶有導(dǎo)航相機(jī)、化學(xué)攝像機(jī)、火星樣本闡發(fā)儀、阿爾法粒子X射線分光儀、機(jī)器手臂等10多種儀器設(shè)備，主要任務(wù)是收羅火星泥土樣本和巖芯，然后對(duì)它們也許能夠支撐此刻或已往微生物存在的有機(jī)化合物和環(huán)境條件舉行闡發(fā)。
除“獵奇”號(hào)，勝利上岸火星的探測(cè)器另有美國(guó)“索杰納”火星車（1997年7月4日上岸火星）、配合發(fā)覺火星上曾有水的“勇氣”號(hào)火星車（2004年1月4日上岸火星）和“機(jī)會(huì)”號(hào)火星車（2004年1月25日上岸火星）。
今朝“時(shí)機(jī)”號(hào)仍在火星上繼承事情，所以“獵奇”號(hào)其實(shí)不孤苦。
丁希侖引見，“獵奇”號(hào)正在火星外表展開一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)，研討火星的地質(zhì)、天氣特性，探索巖石、大氣和泥土中的有機(jī)無機(jī)份子，更好地掌握火星上是不是存在水，有助于科學(xué)家肯定火星上是不是存在性命，和火星已往和而今的宜居性問題，為載人登岸火星做準(zhǔn)備。