我國秘密研製登月機器人 揭開其神秘面紗(圖)

    隨著“神舟四號”年底發射日期的初步確定、中國載人航太夢想實現日期的逐漸臨近,科學家們的眼光越來越集中到深空探測領域,而月球探測作為深空探測的第一步更是吸引了眾多目光。

    “月球機器人的研製我們一直在進行,而且是比較秘密的。我也知道,隨著我國載人航太即將實現,我們的研究將會越來越受到大家的關注。”作為我國研製月球機器人的領頭羊,清華大學的專家教授們為此付出了很多的心血。雖然有些現狀和數據還不能公開,但記者通過對清華大學參與月球機器人研製的專家教授的採訪,對我國的首個月球機器人還是有了不少的了解。

    無人遙控與有人駕駛機器人其實是月球車

    清華大學電腦係副教授朱紀洪建議記者首先從概念上了解月球機器人。據他介紹,月球機器人又可以稱作月球車,就是對月球進行考察、分析、取樣的專用車輛,分為無人遙控和有人駕駛兩種。我國研究的重點主要在無人遙控上面,主要任務是:從遙感數據驗證天文學推理的各種科學理論與事實,對特定地區進行探測,判斷月球上的水溫、火山、峽谷、月球表面生成與進化過程,對月球表面的太陽輻射線、太陽風、隕石等的活動情況進行探測,對月球上的岩石進行全面的調查與分析,對月球上所有區域的資源數據進行收集,為建立天文臺做地盤的調查,做各種元素的加熱實驗及氦-3的抽樣實驗。

    研究機構有好幾家最終方案尚未確定

    1998年,我國有關方面通過了由清華大學牽頭的“月球探測機器人總體方案設計及關鍵技術分解”的立項研究,揭開了我國月球車研究的序幕。“由於月球上的環境惡劣,在自適應系統、密封、熱控、潤滑、能源、通訊等方面的要求都較高。因此月球機器人的設計是一項複雜的系統工程,其研究涉及到許多學科和領域。”採訪中,幾乎所有的專家都在向記者強調這項設計的複雜性。那麼,清華大學現在研製的月球車究竟是什麼模樣呢?

    朱副教授大致向記者描述了一下:由於月球表面崎嶇不平,所以正在設計中的月球車採用了6個輪子,其中每側的兩個輪子通過兩個搖臂與另一個輪子相連,車尾部還有一個搖臂用來減輕車身的起伏。月球車每個輪子裏都裝有一台發動機,採用自備電池和太陽能電池供電,每個輪子都可單獨啟動,這套獨特的驅動系統能確保月球車在月球上輕鬆越過18釐米高的障礙,而車身沒有大的起伏,真正做到在月球上“如履平地”。此外,月球車前部還裝有一排4個探照燈,頂部裝有一台三維立體錄影機,這臺有三個攝像頭的錄影機具有全新攝影功能,並能將照片傳回地面控制中心。

    “就目前的研究情況看,我們的月球車還無法適應月球上的環境。而且據我所知,目前國內有好幾家科研院所都在設計未來的月球車,而我們設計的是其中方案之一,中國月球車的最終方案還沒有最後確定。”朱副教授説道。

    回收不經濟機器人永久留月球

    據專家透露,經過8年的研究,太空機器人專家研究小組已在某大學實驗室建成了模擬“機器人遙控作業系統”,系統模擬了科學家在地面操作太空機器人的行動。當科學家在房間內轉動操作把手,螢幕上模擬的太空機器人會照著操作人員的指揮運動,隔幾秒鐘後,另一個房間兩隻真正的機器人手臂會發生同樣的操作。之所以需要兩隻手臂,是因機器人在太空工作時,有時需要用一隻手臂抓緊物體來穩定身體。

    據了解,登月機器人將以火箭發射形式升空,發射時呈蜷縮狀,以避免加速度可能造成的損壞。月球機器人將用於考察太空人未來的登陸地點、科學家感興趣的區域,以及放置儀器、收集樣本和傳送視頻圖像等。採集到的岩石樣品用返回艙送回。因為回收不經濟,機器人則永久留在月球上。

    工作更安全派機器人首先登月

    此前有消息稱,中國首先登上月球的將是模樣怪異的機器人而不是人。這則消息在太空機器人專家、清華大學電腦係副主任孫增圻教授那裏得到了證實。他説:“月球探測是一個國家空間技術高度發展的重要標誌,而太空機器人將在中國人登上月球前承擔主要探測任務,並將在衛星維修、太空科學試驗等活動中發揮重要作用。”有專家認為,在太空,宇航員是極其昂貴的資源,用機器人代替宇航員的某些工作將更加安全、經濟。

    此外,北京也成立了第一個太空機器人的專門研究機構——國家高技術航太領域空間機器人工程研究中心。中心常務副主任梁斌在接受訪問時説:“中國太空機器人研究在許多關鍵技術方面已取得突破性進展,一旦需要太空機器人上天,會很快實施。”

    梁斌説,與地面機器人相比,太空機器人必須更加智慧化,有更強的自主能力,具有抵抗輻射等各种太空特性。

    具備發射條件登月計劃分4階段

    在《中國航太“十五”發展綱要》中,“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”被放到了重要位置。專家認為,從目前我國在資訊技術、材料技術、真空技術、現代控制技術等領域的發展來看,我國已具備發射月球軌道衛星的航太技術條件。參考美、俄、日、歐洲等國的發展道路,考慮到我國目前的科學技術水準和綜合國力,建議我國實施月球探測計劃可分以下四個階段來實現:

    第一階段是研製和發射月球軌道器、軟著陸月球登陸器和月球車。該階段的任務主要是對月球進行遙感探測與成像分析,並將圖像與數據發回地面。第二階段實現取樣返回。登陸器自動登陸月球,月球車自動漫遊,機器人取樣器和鑽岩機獲取月球土壤和岩石的樣本並返回地球。第三階段實施載人登月計劃。在月球建立短期的工作站,由宇航員在月球上進行各項科學實驗,尤其是進行生保系統實驗,創造人類在月球上生活的必要條件。第四階段的任務是人類在月球上定居。要求有足夠的人數在月球上活動,一方面繼續深入研究月球,另一方面利用月球的資源和條件,製造地球上不能實現或當時已經快要枯竭的人類生活必需品和獲得相應的資源。

    信報記者張曉娟熊峰

    

    新聞連結

    月球是太空轉机站

    月球是地球惟一的天然衛星,是距離地球最近的天體,是人類探測與研究程度最高的地外星球,所以月球是人類走向深空的首選目標,也是人類探測太空並開發利用太空資源的前哨與轉机站。

    月球探測從1976年以後沉寂了近18年。一方面是因為大家意識到,雖然人類登上了月球,但耗資太大,探測水準不高,所以必須要採取新的技術和新的方式,另一方面也有冷戰結束和前蘇聯解體的因素。經過總結和反思,1986年美國航空航太局提出了“又快、又好、又省”新的空間探測戰略,1989年老布希宣佈要重返月球。1994年,美國發射了無論在技術上還是在科學研究上都具有更高水準的“克萊門汀號”環月探測器,不但開始了全月面元素的分佈與含量的探測,並意外發現了在月球南極區水存在的資訊,從而掀起了新一輪的探月高潮。

    《北京娛樂信報》2002年10月20日

    


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