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"祝融"好樣的! 人類首次拍下火星車在火星移動影像
送交者: 力挽狂瀾 2021年06月27日17:52:56 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  6月27日,黨的百年華誕前夕,國家航天局發布我國天問一號火星探測任務着陸和巡視探測系列實拍影像,包括着陸巡視器開傘和下降過程、“祝融號”火星車駛離着陸平台聲音及火星表面移動過程視頻,火星全局環境感知圖像、火星車車轍圖像等。

  5月15日,我國首次火星探測任務天問一號着陸巡視器成功着陸火星,攜帶的開傘過程監視相機、落火狀態監視相機、避障相機,記錄了降落傘彈傘、開傘和拋傘,動力減速和避障等過程。

  5月22日,火星車成功駛離着陸平台,到達火星表面開始巡視探測,火星車前後避障相機,記錄了駛離過程,錄音裝置獲取了駛離過程聲音數據。音頻中包括火星車驅動機構加電開始移動、坡道行駛、駛上火星表面等過程現場聲音。火星車駛離過程聲音主要來源於驅動機構、車輪與坡道摩擦、車輪與地面摩擦。

  6月1日,火星車WIFI分離相機拍攝着陸平台與火星車合影,相機記錄了火星車後退移動和原地轉彎過程,這是人類首次獲取火星車在火星表面的移動過程影像。根據WIFI相機視場、焦距等參數,工作人員規劃了相機分離的位置和行駛路徑,火星車行駛到分離點後,釋放WIFI相機,後退至合影點,相機拍攝着陸平台與火星車正面合影,隨後火星車進行轉彎,側身面對相機,拍攝着陸平台與火星車側身合影。

  △火星全局環境感知圖

  △火星車行駛車轍圖

  6月16日,火星車開展了全局環境感知,為後續階段科學探測進行路徑規劃,並通過後避障相機,拍攝了火星車行駛的清晰車轍。

  目前,天問一號環繞器在軌運行338天,地火距離3.6億千米,“祝融號”火星車已在火星表面工作42個火星日,累計行駛236米。環繞器和火星車工作狀態良好,從火星向黨和祖國報告平安,在建黨百年之際傳來遙遠祝福。

  後續,火星車將繼續按計劃開展移動、感知、科學探測,環繞器繼續運行在中繼軌道,為火星車巡視探測提供中繼通信,並開展環繞探測。

  番外

  火星來“信”!“祝融號”正按計劃執行巡視探測任務

  今天(27日),國家航天局發布了天問一號任務着陸和巡視探測過程中獲取的多個實拍視頻和圖像。目前,“祝融號”火星車工作狀態良好,正按計劃執行巡視探測任務。

  國家航天局發布天問一號系列實拍影像

  此次發布的系列實拍影像,包括着陸巡視器開傘和下降過程、“祝融號”火星車駛離着陸平台聲音及火星表面移動過程視頻,火星全局環境感知圖像、火星車車轍圖像等。

  中國首次火星探測任務工程副總指揮 劉繼忠:通過這些拍攝,一個是對火星進一步的認識打下了很好的基礎,也為我們後續的火星任務打下了非常好的基礎。特別是這一次大家也可以看到,專門有我們火星車在離開我們着陸平台的時候所發出的聲音。通過這些聲音,我們可以對相關的火星的一些環境、一些大氣的密度等等的參數,都進行一些更深入的一些分析。

  目前,“祝融號”火星車已在火星表面工作42個火星日,累計行駛236米,環繞器和火星車工作狀態良好。後續,“祝融號”火星車將繼續按計劃開展移動、感知、科學探測。環繞器繼續運行在中繼軌道,為火星車巡視探測提供中繼通信,並開展環繞探測。

  中國首次火星探測任務工程副總指揮 劉繼忠:火星車上一共6個科學載荷,現在全部都開機進行工作,目前都工作正常。這裡我也希望國外的科學家能夠加入到我們整個科學家團隊裡來,一起來進行研究,來取得更多的一些成果。

  天問一號着陸火星過程實拍視頻首次公開

  在今天公布的這批實拍影像當中,着陸過程視頻記錄了天問一號着巡組合體成功軟着陸火星的過程,其中包含了下降過程中的多個關鍵節點。

  5月15日,我國首次火星探測任務天問一號着陸巡視器成功着陸火星,攜帶的開傘過程監視相機、落火狀態監視相機、避障相機,記錄了降落傘彈傘、開傘和拋傘,動力減速和避障等過程。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 饒煒:設計的時候其實就是想獲取一些可視化的狀態,當作以後工程進一步改進的一個依據,然後就設計了幾段,設計了我們有開傘的過程,有拋背罩的過程和動力下降的過程。

  着陸過程視頻中,第一個動作是開傘,它的主要目的就是為了減速。按照設計,在着巡組合體進入火星大氣層後,速度從約每秒4.8公里逐漸減速到每秒400米,為了進一步減速,保證安全軟着陸,需要採用降落傘進行減速。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 饒煒:目前外形本身是一個鈍體外形,阻力性非常強。因為考慮大氣密度比較低,它的穩定性就很差,尤其是跨音速的時候,穩定性差它就容易翻個。這樣的話我就提前在跨超音速段的時候,以前就把降落傘打開,這樣的話就靠傘懸力把艙穩定下來。

  當着巡組合體的速度和姿態都穩定之後,降落傘的使命就算完成了,需要在適當的高度將着巡組合體背罩和降落傘一起分離,隨後通過着巡組合體的發動機進行再一次地減速。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 饒煒:這個裡面還有一個比較關鍵的一個環節,就是我在多高之後切(傘),它的切的高度是取決於我後面動力下降。我帶了多少燃料,你太高了也不行,一切完了以後,馬上艙就開始自由落體,它又開始加速,如果切太晚了,後面發動機提供的這種反推力它不夠減速,所以說這也是一個比較關鍵的點。

  經過動力減速和避障之後,着巡組合體成功軟着陸在火星表面。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 饒煒:我們通過遙測來看,其實我們現在着陸的位置和我們原定的、我們設計的位置只差3公里。綜合來看其實落得是非常準,控制非常好。

  天問一號:首次傾聽來自火星車的聲音

  在我國以往的深空探測任務中,往往回傳的都是圖像和視頻,而在我國天問一號火星探測任務中,研製人員特別設計了“採集聲音”的功能。就在火星車駛離着陸平台的過程中,也記錄下了這段珍貴的聲音片段。

  這段聲音是5月22日火星車駛離着陸平台過程中,火星車上安裝的錄音裝置獲取的駛離過程聲音數據。音頻中包括火星車驅動機構加電開始移動、坡道行駛、駛上火星表面等過程現場聲音。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 賈陽:現在聽到的是什麼?實際上相當於是車的前輪履齒,它是一個大概47毫米的,然後那邊每個小齒條是48毫米的,就讓保證每次過來之後和前面齒條之間差那麼一點點距離。然後再接着轉完之後,它就有一個微觀上往下滑那麼一毫米的一個動作產生的履齒和齒條之間的一個撞擊,然後相當於是一個金屬碰撞的聲音。

  除了火星車齒輪與着陸平台梯子之間的碰撞聲,還有電機工作的聲音。兩種聲音混合在一起,形成了火星車駛離平台全過程的音頻。

  採訪中記者了解到,安裝在火星車上的聲音收集裝置,它的任務並不是採集火星車的聲音,而是想聽到真正來自火星的聲音。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 賈陽:它最本質的目的實際上是想聽,當火星表面上風比較大的這個時候,然後火星的風的聲音的這樣的一種情況,相當於想聽到地外天體的一個風聲。

  天問一號:解密最萌合影如何而來

  在6月11日,國家航天局公布的天問一號任務的首批科學影像圖中,“祝融號”火星車和着陸平台的合影受到了極大的關注。而這個最萌合影到底是如何拍攝的呢?

  6月1日,火星車WIFI分離相機拍攝着陸平台與火星車合影,相機記錄了火星車後退移動和原地轉彎過程,這是人類首次獲取火星車在火星表面的移動過程影像。

  在擺放好相機位置之後,“祝融號”火星車朝着着陸平台的方向後退,但是並不是朝正後方向行進的。

  航天科技集團五院、天問一號探測器火星車總體主任設計師 陳百超:第一步是先後退4.5米。在這個後退過程中,WIFI探頭首先是對火星車進行一個動態拍照,是一個火星車後退的這樣的效果。但同時它會划過一個弧,我們這個也是做了一個精心設計,第一個好處就是它可以退到跟進入艙有一定的距離,這樣的話這兩個方向的視角都非常好,所以沒有相互遮擋的問題。第二個,如果火星車在控制上有異常的話,它會直接撞到進入艙,這是我們接受不了的。所以我們在設計的時候設計了一個弧。

  在到達了指定位置之後,火星車又進行了轉身的動作,於是留下了這張萌萌的合影。

  航天科技集團五院、天問一號探測器火星車總體主任設計師 陳百超:火星車進行一個原地轉向,它就是這樣的一個轉向。轉向這個過程中,WiFi探頭對它的一個轉向進行動態的視頻拍照,轉向的效果雖然時間很短,但是還是很漂亮的,能看出來火星車的動作是很敏捷的。

  天問一號:“祝融號”火星車已行駛超200米

  截止到目前,我國在月球和火星上都有了自己的航天器。但相比於玉兔二號月球車,“祝融號”火星車的行駛速度明顯更快一些,這是為什麼呢?

  2014年初,我國首輛月球車“玉兔號”由於受到複雜月面環境的影響,月球車的機構控制出現異常,不能繼續在月表行駛。為此,在玉兔二號月球車到達月背之後,為了保證行駛安全,玉兔二號月球車在巡視探測過程中,採取了更為保守的方案。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 賈陽:我們實際上越障的能力實際上是200毫米就是20厘米,大概這麼高的,過這樣的一個石塊實際上是可以的。但是在真正地控制玉兔二號使用的時候,我們限制的是60毫米,大概就是這個高度。比這個高度高的石塊,我們採取的都是躲避的一個策略,就是相當於是非常謹慎、非常小心。

  除此之外,由於地球與月球之間距離較近,可以實現地面工作人員與月球車之間的交互操作。所以,玉兔二號在每一次行走之前,地面人員會根據月球車發回來的前方地形圖像,對行駛路線進行判斷和規劃,之後再告訴月球車如何行駛。

  但對於遠在幾億公里之外的“祝融號”火星車而言,先規劃再行走的工作模式很難實現。

  航天科技集團五院、天問一號探測器副總設計師 賈陽:我們現在是類似於100毫米以上的,甚至是150毫米以上的(石塊),我們都覺得該跨就跨,不能再採取躲避的策略了,那樣的話就找不着路了。應該說(“祝融號”火星車)更多依賴於自主。

  現在在火星上我們採用的就是讓車自己根據圖像判斷有路沒路,如果有路就每隔1米左右作一次判斷,然後向着地面給的目標前進。工作方式的一種改變也決定了我們可以走的一次更長。

  這樣一來,能力更強、更加自主和智能的“祝融號”火星車行駛速度相對於玉兔二號更快一些,每天大約能夠行駛18米。截至目前,“祝融號”火星車已在火星表面工作42個火星日,累計行駛236米。


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