隨著12月2日“嫦娥三號”月球探測器發(fā)射，中國將首次實現(xiàn)地外天體軟著陸及巡視勘察。中國航天科技集團(tuán)公司第八研究院（以下簡稱“上海航天八院”）有關(guān)負(fù)責(zé)人在接受媒體采訪時透露，該院承擔(dān)了“嫦娥三號”月球車四個半分系統(tǒng)的研制。該院正計劃將用于月球車的移動系統(tǒng)和機(jī)械臂等機(jī)器人技術(shù)向民用領(lǐng)域拓展，用于服務(wù)和工業(yè)機(jī)器人，實現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”。
月球車移動系統(tǒng)曾經(jīng)上千次試驗
上海航天八院805所探月工程型號指揮施飛舟表示，“嫦娥三號”探測器由著陸器和月球車兩個部分組成。按照計劃，探測器將在著陸后擇機(jī)釋放月球車，著陸器開展就位探測，月球車開展巡視勘察。
施飛舟介紹說，在月面分離過程中，月球車要從著陸器向月面轉(zhuǎn)移；在月晝時，月球車需要完成前進(jìn)、后退、制動、爬坡、越障、過坑、原地轉(zhuǎn)向、行進(jìn)間轉(zhuǎn)向等多種移動功能；而在月夜過程，月球車要保證自身生存，原地靜止不動并在度過月夜后恢復(fù)移動能力。而以上這些，都需要靠移動分系統(tǒng)來完成。上海航天八院805所承擔(dān)了“嫦娥三號”月球車四個半分系統(tǒng)的研制。
“移動分系統(tǒng)是月球車的移動平臺，采用主副搖臂差動式懸架、六輪獨立驅(qū)動、四輪獨立轉(zhuǎn)向的構(gòu)型方案，實現(xiàn)了對月面地形地貌的自主適應(yīng)能力，可保證巡視器在六輪始終著地的情況下，可靠通過月表不同坡度、障礙等地形地貌，能夠有效減少地形對車體姿態(tài)變化的影響，保證車身穩(wěn)定性。”施飛舟說。
和傳統(tǒng)衛(wèi)星、載人航天相比，探月環(huán)境條件更為惡劣，月面地形地貌復(fù)雜，對產(chǎn)品的性能指標(biāo)要求更高。“為了檢驗月球車在復(fù)雜未知環(huán)境下完成巡視任務(wù)的能力，我們在地面上做了大量試驗，模擬月球表面障礙物的大小、坡度、高低溫、真空度。”施飛舟稱，上海航天八院從2009年開始在六個試驗場進(jìn)行月球車分系統(tǒng)模擬試驗，用從吉林購買的火山灰來模擬月球表面的土壤。
在其中一處試驗場，可以看見高出地面幾十公分的試驗池內(nèi)填滿灰色的火山灰，并設(shè)有坡度和障礙，最大程度上模擬月表環(huán)境。施飛舟說，僅這一個試驗場就做過300多次月球車的行走試驗。
此外，2011年10月至11月八院在甘肅敦煌庫姆塔格沙漠無人區(qū)進(jìn)行了專項的月球車外場試驗。
不過，在目前技術(shù)條件下，模擬試驗還有一定局限。施飛舟介紹說，相對比較薄弱的是對月層的模擬，因為對其認(rèn)識還不夠多，這方面也是未來的風(fēng)險所在。
月球環(huán)境惡劣還表現(xiàn)在巨大的晝夜溫差，月球的一個晝夜相當(dāng)于地球的14個晝夜，白天最高溫度達(dá)到150攝氏度，夜晚最低則達(dá)到-170攝氏度。施飛舟表示，月球車使用了新型涂層材料來抵御高溫和嚴(yán)寒，保證其實現(xiàn)月夜生存，當(dāng)環(huán)境達(dá)到一定溫度時再展開工作。
位于月球車前端的微小型機(jī)械臂，也是上海航天八院研制的創(chuàng)新技術(shù)。施飛舟表示，該機(jī)械臂是國內(nèi)首個高精度、智能化閉環(huán)控制的空間機(jī)械臂產(chǎn)品，能夠識別非合作目標(biāo)并且自主規(guī)劃運動路線。它長僅0.5米卻能實現(xiàn)3個自由度的運動，運動的精度更是能精確到正負(fù)2毫米
