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图:我国登月机器人神秘面纱悄然揭开

作者:亚博8888vip网页版  来源:  时间:2021-10-26 23:14  点击:

  在去年“艺术与科学国际作品展”中展出的月球概念车,它是按照清华大学设计的一款无人遥控月球车的真实技术参数,等比例缩小制成的。

  随着“神舟四号”年底发射日期的初步确定、中国载人航天梦想实现日期的逐渐临近,科学家们的眼光越来越集中到深空探测领域,而月球探测作为深空探测的第一步更是吸引了众多目光。

  “月球机器人的研制我们一直在进行,而且是比较秘密的。我也知道,随着我国载人航天即将实现,我们的研究将会越来越受到大家的关注。”作为我国研制月球机器人的领头

  清华大学计算机系副教授朱纪洪建议记者首先从概念上了解月球机器人。据他介绍,月球机器人又可以称作月球车,就是对月球进行考察、分析、取样的专用车辆,分为无人遥控和有人驾驶两种。我国研究的重点主要在无人遥控上面,主要任务是:从遥感数据验证天文学推理的各种科学理论与事实,对特定地区进行探测,判断月球上的水温、火山、峡谷、月球表面生成与进化过程,对月球表面的太阳辐射线、太阳风、陨石等的活动情况进行探测,对月球上的岩石进行全面的调查与分析,对月球上所有区域的资源数据进行收集,为建立天文台做地盘的调查,做各种元素的加热实验及氦-3的抽样实验。

  1998年,我国有关方面通过了由清华大学牵头的“月球探测机器人总体方案设计及关键技术分解”的立项研究,揭开了我国月球车研究的序幕。“由于月球上的环境恶劣,在自适应系统、密封、热控、润滑、能源、通讯等方面的要求都较高。因此月球机器人的设计是一项复杂的系统工程,其研究涉及到许多学科和领域。”采访中,几乎所有的专家都在向记者强调这项设计的复杂性。那么,清华大学现在研制的月球车究竟是什么模样呢?

  朱副教授大致向记者描述了一下:由于月球表面崎岖不平,所以正在设计中的月球车采用了6个轮子,其中每侧的两个轮子通过两个摇臂与另一个轮子相连,车尾部还有一个摇臂用来减轻车身的起伏。月球车每个轮子里都装有一台发动机,采用自备电池和太阳能电池供电,每个轮子都可单独启动,这套独特的驱动系统能确保月球车在月球上轻松越过18厘米高的障碍,而车身没有大的起伏,真正做到在月球上“如履平地”。此外,月球车前部还装有一排4个探照灯,顶部装有一台三维立体摄像机,这台有三个摄像头的摄像机具有全新摄影功能,并能将照片传回地面控制中心。

  “就目前的研究情况看,我们的月球车还无法适应月球上的环境。而且据我所知,目前国内有好几家科研院所都在设计未来的月球车,而我们设计的是其中方案之一,中国月球车的最终方案还没有最后确定。”朱副教授说道。

  据专家透露,经过8年的研究,太空机器人专家研究小组已在某大学实验室建成了模拟“机器人遥控操作系统”,系统模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动。当科学家在房间内转动操作把手,屏幕上模拟的太空机器人会照着操作人员的指挥运动,隔几秒钟后,另一个房间两只真正的机器人手臂会发生同样的操作。之所以需要两只手臂,是因机器人在太空工作时,有时需要用一只手臂抓紧物体来稳定身体。

  据了解,登月机器人将以火箭发射形式升空,发射时呈蜷缩状,以避免加速度可能造成的损坏。月球机器人将用于考察太空人未来的登陆地点、科学家感兴趣的区域,以及放置仪器、收集样本和传送视频图像等。采集到的岩石样品用返回舱送回。因为回收不经济,机器人则永久留在月球上。

  此前有消息称,中国首先登上月球的将是模样怪异的机器人而不是人。这则消息在太空机器人专家、清华大学计算机系副主任孙增圻教授那里得到了证实。他说:“月球探测是一个国家空间技术高度发展的重要标志,而太空机器人将在中国人登上月球前承担主要探测任务,并将在卫星维修、太空科学试验等活动中发挥重要作用。”有专家认为,在太空,宇航员是极其昂贵的资源,用机器人代替宇航员的某些工作将更加安全、经济。

  此外,北京也成立了第一个太空机器人的专门研究机构——国家高技术航天领域空间机器人工程研究中心。中心常务副主任梁斌在接受访问时说:“中国太空机器人研究在许多关键技术方面已取得突破性进展,一旦需要太空机器人上天,会很快实施。”

  梁斌说,与地面机器人相比,太空机器人必须更加智能化,有更强的自主能力,具有抵抗辐射等各种太空特性。

  在《中国航天“十五”发展纲要》中,“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”被放到了重要位置。专家认为,从目前我国在信息技术、材料技术、真空技术、现代控制技术等领域的发展来看,我国已具备发射月球轨道卫星的航天技术条件。参考美、俄、日、欧洲等国的发展道路,考虑到我国目前的科学技术水平和综合国力,建议我国实施月球探测计划可分以下四个阶段来实现:

  第一阶段是研制和发射月球轨道器、软着陆月球登陆器和月球车。该阶段的任务主要是对月球进行遥感探测与成像分析,并将图像与数据发回地面。第二阶段实现取样返回。登陆器自动登陆月球,月球车自动漫游,机器人取样器和钻岩机获取月球土壤和岩石的样本并返回地球。第三阶段实施载人登月计划。在月球建立短期的工作站,由宇航员在月球上进行各项科学实验,尤其是进行生保系统实验,创造人类在月球上生活的必要条件。第四阶段的任务是人类在月球上定居。要求有足够的人数在月球上活动,一方面继续深入研究月球,另一方面利用月球的资源和条件,制造地球上不能实现或当时已经快要枯竭的人类生活必需品和获得相应的资源。

  月球是地球惟一的天然卫星,是距离地球最近的天体,是人类探测与研究程度最高的地外星球,所以月球是人类走向深空的首选目标,也是人类探测太空并开发利用太空资源的前哨与中转站。

  月球探测从1976年以后沉寂了近18年。一方面是因为大家意识到,虽然人类登上了月球,但耗资太大,探测水平不高,所以必须要采取新的技术和新的方式,另一方面也有冷战结束和前苏联解体的因素。经过总结和反思,1986年美国航空航天局提出了“又快、又好、又省”新的空间探测战略,1989年老布什宣布要重返月球。1994年,美国发射了无论在技术上还是在科学研究上都具有更高水平的“克莱门汀号”环月探测器,不但开始了全月面元素的分布与含量的探测,并意外发现了在月球南极区水存在的信息,从而掀起了新一轮的探月高潮。

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