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石豪:玉兔二号每迈出一步,需要付出多少努力
关键字: 玉兔二号嫦娥四号月面巡视器嫦娥三号中国航天探月工程嫦娥三号在开始动力减速的时候,就利用测距数据修正偏差,使落月过程平稳顺畅。但嫦娥四号如果继续采用嫦娥三号的控制方案,将导致测距波束指向与实际落点不同的位置,为落月带来安全隐患。
嫦娥三号与嫦娥四号动力下降过程 |图片来源 李飞等@中国空间技术研究院
因此,嫦娥四号的动力下降过程,采用了更为陡峭的轨迹——着陆器在经历主减速段减速后,采用近乎垂直的运动,使测距波束确实指向着陆点位置,保证高度方向导航结果的正确性。再通过接近段、悬停段和避障段,分别实现粗避障、高精度三维成像和精避障,并在缓速下降段保持着陆位置,成功实现了大范围粗避障、小范围精避障和着陆位置保持的接力避障模式——当然,这一切都是自动进行的,无需地面指控中心干预。
最终,在先进的制导导航控制系统(GNC)的指引下,嫦娥四号成功降落于月球南纬45.5度,东经177.6度的预定着陆点,正中靶心。
嫦娥四号着陆点 | 图片来源 吴伟仁等@探月与航天工程中心,着陆点由笔者添加
精巧设计
1月3日11时40分,嫦娥四号着陆器监相机C获取了世界第一张近距离月背影像图,并通过万里之外的鹊桥号中继星传回地球。
图片来源@中国探月
“终点站冯·卡门撞击坑到了,请全体旅客下车。”
嫦娥四号着陆器的“乘客”,就是玉兔二号月球车,是嫦娥四号的月面巡视器。
由于着陆器的底部是7500N变推力发动机,以及配套的隔热屏障,我们的玉兔二号是不能安装在着陆器下方的,只能“顶在”着陆器的最上面。
嫦娥四号着巡组合体 | 图片来源 吴伟仁等@探月与航天工程中心
为了把玉兔二号顺利转移到月面,匠心独运的中国航天人设计了精巧的转移机构。上图中的黑色部分即为转移机构的悬梯。
具体的过程是:两根悬梯先向上展开到位,锁定;玉兔二号再自行行驶到正确位置,悬梯连杆在“小兔子”的重力和电机的共同作用下,将悬梯下放到位;最后玉兔二号沿悬梯驶向月面。
转移机构工作模式 | 图片来源 刘宾等@中国空间技术研究院
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- 责任编辑:小婷
- 最后更新: 2019-01-05 16:01:55
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