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嫦娥三号自主唤醒 “玉兔之手”显身手
来源:中国航天报     日期:2014年01月15日    字体:【】【】【

1月14日21点45分,继嫦娥三号两器自主唤醒之后,巡视器舒展“玉兔之手”——机械臂,对脚下月壤成功实施首次月面科学探测。

由于受月球车活动维度限制和避障因素影响,“玉兔之手”完成对一个预定目标点的探测,一般要经过十七八个操作步骤,几乎每一步操作都要经过极其精密的计算。在北京航天飞行控制中心遥操作厅,科研人员给记者打了个比喻:“此次探测,精度之高、难度之大超乎想像,犹如控制38万公里之外的‘手’穿针引线,稍有偏差就会前功尽弃。”

这次探测任务的成功,标志着我国突破了月面高精度机械臂遥操作控制技术,实现了38万公里之外的机械臂毫米级精确控制。而在此前,月球车已于1月11日5点左右自主唤醒;12日8点21分,嫦娥三号着陆器也接受光照自主唤醒。两器在月球上安全度过首个月夜,经受了长达14个地球日的极低温环境考验,标志我国成功突破了探测器月夜生存技术。在进入第二个月昼后,嫦娥三号将进行更多的科学探测任务。

1月12日,在北京航天飞行控制中心,记者看到地面科技人员的工作电脑上,满屏都是绿色的按钮。工作人员告诉记者,这是以图形化的按钮形式显现的遥测数据。如果遥测数据正常,系统就会自动识别为绿色显示;一旦有数据跟设定值不相符,故障自动诊断系统就会发出警告,其所代表的按钮就会由绿转红。“一盏红灯都没亮起。”北京航天飞行控制中心的地面控制人员说,这标志着嫦娥三号安全度过月夜休眠。而两器在第一个月昼期间的出色表现,也让他们对此次成功自主唤醒非常有信心。

据中国航天科技集团公司嫦娥三号探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花介绍,月夜期间,嫦娥三号处于断电关机状态,跟地面联系中断。月夜结束后,受阳光照射作用,两器太阳翼帆板输出功率达到唤醒阈值时,就能按预定程序将一些关键设备通电开机,恢复与地面的通讯联系,随后,在地面控制下,建立正常工作状态。

在完成自主唤醒后,地面对嫦娥三号进行了多项测试,结果表明,嫦娥三号着陆器和巡视器工作状态正常,地面各测控站和中心数据接收及处理正常。

“我们先设置好嫦娥三号的状态,然后让各个分系统的功能逐渐恢复测试,并且开始让相机对周围环境进行感知,让月球车从原来的休眠点走向要探测的点,从而使每一个分系统功能陆续都得到测试。”张玉花说。

据了解,在第一个月昼里,月球车的移动、通信、探测等性能已经得到测试,月夜生存可以说是月球车成功突破的最后一项难关。月夜时,玉兔号利用核能电源对舱内设备进行保温,抵御零下180摄氏度的严寒。“一般航天器在运行过程中都是带电的,此前电力已切断,难点就是月昼以后重新通电,为此我们设计了一个自主唤醒的电路。”嫦娥三号巡视器总体主任设计师申振荣说。

至于着陆器为什么比月球车“起床”晚?专家解释说,半个月前月夜降临的时候,科研人员有意把着陆器和月球车的太阳翼设定在不同角度上。当太阳冉冉升起,阳光先照射到月球车太阳翼、后照射到着陆器太阳翼。月球车先充电,所以先唤醒。

第一个月昼里,着陆器和月球车不仅圆满完成了工程任务,而且所有科学载荷顺利开机工作。着陆器地形地貌相机对月球进行了环拍,并首次对地球进行拍摄。月球车上的全景相机也进行了环拍,获得了彩色立体影像图。

嫦娥三号探测器副总设计师贾阳表示,在第二个月昼里,月球车将全面转入以科学探测需求为牵引的工作阶段,比如,对附近的大石块进行精确探测。

而着陆器经过测试,也将转入长期管理阶段,按需完成与地面和与巡视器之间的通讯。月球车和着陆器上的载荷将分时展开科学探测。(崔恩慧 祁登峰 蔡金曼)

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