【環(huán)球新視野】跨越38萬公里,駕駛“玉兔二號(hào)”月球車

2023-01-30 13:13:59

中新社北京1月30日電 題:跨越38萬公里,駕駛“玉兔二號(hào)”月球車


(資料圖片僅供參考)

作者 郭超凱 馬帥莎

北京航天飛行控制中心飛控大廳的外墻懸掛著一幅巨幅照片:“玉兔二號(hào)”月球車調(diào)轉(zhuǎn)相機(jī)鏡頭,回望它在月球背面走出的第一行足跡。

作為第一個(gè)登陸月球背面的探測器,“玉兔二號(hào)”月球車已健康工作逾4年,遠(yuǎn)超原定3個(gè)月的設(shè)計(jì)壽命。而駕駛“玉兔二號(hào)”在月背上屢創(chuàng)佳績的,正是北京航天飛行控制中心工程師于天一帶領(lǐng)的遙操作團(tuán)隊(duì)。春節(jié)期間,他和團(tuán)隊(duì)的“駕駛員”仍在密切關(guān)注著“玉兔二號(hào)”的動(dòng)向。

作為遙操作團(tuán)隊(duì)的一員,靈活駕馭在太空的航天器是于天一的看家本領(lǐng)。

常人眼中,于天一就像“駕駛員”,干的無非是把盤打舵的常規(guī)操作。但事實(shí)上,航天器的姿態(tài)調(diào)整、變軌、開機(jī)和狀態(tài)設(shè)置,全靠編碼組成的指令牽引,一秒送達(dá),不得有誤,非實(shí)力與魄力兼?zhèn)湔唠y擔(dān)此大任。

“玉兔二號(hào)”在月背巡視勘察在人類歷史上尚無先例,沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。為此,于天一和團(tuán)隊(duì)提出并構(gòu)建“探測遠(yuǎn)景規(guī)劃—月球日周期規(guī)劃—地球日短期規(guī)劃—具體行為規(guī)劃”4層規(guī)劃模型,通過逐級(jí)分解的方式,確保對(duì)月球車的有效、精準(zhǔn)和可靠控制。

自2019年1月駛上月背以來,“玉兔二號(hào)”累計(jì)行駛里程已近1500米,每一步都在創(chuàng)造中國奇跡,每一天都在刷新世界紀(jì)錄。

于天一“駕駛”航天器,始于2013年登陸月球的“玉兔號(hào)”月球車。彼時(shí),“玉兔號(hào)”的行駛里程定格在114.8米,盡管已經(jīng)出色完成既定任務(wù),但在于天一等人看來仍略有遺憾。再駕駛“玉兔二號(hào)”時(shí),他們希望能最大限度地延長月球車壽命、多出科研成果。

“‘玉兔號(hào)’是中國第一輛月球車,駕駛‘玉兔號(hào)’月球車時(shí)我們就像剛走出駕校的新手。如今有了‘玉兔號(hào)’的駕駛經(jīng)驗(yàn)和多年的技術(shù)積累,駕駛‘玉兔二號(hào)’時(shí)我們更像老司機(jī),操作上更加駕輕就熟。”于天一如是說。

然而,月球車巡視月背的征程,并非一片坦途。

從“玉兔二號(hào)”短暫“失聯(lián)”到喚醒推遲再到月背“走鋼絲”……4年來,于天一和其他“駕駛員”跨越地月38萬公里的距離全程護(hù)航。至今,他還清晰記得三探月背撞擊坑神秘物質(zhì)的驚心動(dòng)魄。

那是2019年7月,“玉兔二號(hào)”開始第八個(gè)月晝的探索,并下傳了112張全景環(huán)拍照片。一張照片引起了于天一的注意,照片拍攝的是撞擊坑內(nèi)緣,大小各異的月壤散落坑中,中心分布的一小撮月壤的形狀、質(zhì)地與周圍明顯不同。

月球起源一直是未解之謎。于天一敏銳察覺到,這個(gè)撞擊坑給月幔開了一個(gè)小口子,對(duì)窺探月球結(jié)構(gòu)是絕佳機(jī)會(huì)。他一邊安排人員向科學(xué)家團(tuán)隊(duì)匯報(bào),一邊組織人員探測神秘物質(zhì)。

考慮到神秘物質(zhì)位于大坑中間且坑深超30厘米,坑壁坡度超過30度,如果盲目操控“玉兔二號(hào)”駛?cè)脒M(jìn)行直接探測,極有可能致其翻車。

前兩次探測,盡管駕駛團(tuán)隊(duì)操控“玉兔二號(hào)”盡量向撞擊坑靠近,但由于神秘物質(zhì)自身陰影較多,數(shù)據(jù)質(zhì)量不高,根本無法有效分析出物質(zhì)成分。于是眾人決定在第九月晝下午三探神秘物質(zhì)。

當(dāng)“玉兔二號(hào)”車輪距撞擊坑沿還有10厘米左右時(shí),駕駛團(tuán)隊(duì)測算,即使再前移10厘米,探測儀視場也無法完全覆蓋探測物質(zhì)。對(duì)此,科學(xué)家團(tuán)隊(duì)希望能再往前走15厘米。

“再往前,‘玉兔二號(hào)’懸空的前輪就會(huì)探入撞擊坑,很可能因?yàn)榛露と肟觾?nèi),后果不堪設(shè)想。不往前,就可能錯(cuò)過一次重大發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。”于天一左右為難。

讓數(shù)據(jù)說話,讓科學(xué)定奪。于天一帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過緊張測算,決定再往前走15厘米。此時(shí)盡管探測物質(zhì)已經(jīng)進(jìn)入可視區(qū)域,但從圖像看效果仍不理想。

時(shí)間一分一秒過去,太陽的高度角越來越低,再等下去將錯(cuò)失最佳探測時(shí)間。

“玉兔二號(hào)”往前走1秒就是2.2厘米,就離真相更近一步。經(jīng)過反復(fù)測算,于天一果斷下達(dá)了“再向前走3秒”的指令。

在于天一看來,3秒從未如此漫長。他緊鎖雙眉,屏住呼吸,目不轉(zhuǎn)睛地盯著遙測數(shù)據(jù)變化。當(dāng)神秘物質(zhì)清晰呈現(xiàn)在屏幕上時(shí),飛控大廳里響起了經(jīng)久不息的掌聲。

正是這次探險(xiǎn),人類拿到了首份月球背面幔源物質(zhì)初步證據(jù),證實(shí)了月幔富含橄欖石推論的正確性。

在“玉兔二號(hào)”4年的巡視探測過程中,于天一帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)歸納總結(jié)駕駛經(jīng)驗(yàn),形成了中國人自己的“月面駕駛安全準(zhǔn)則”。

這套凝聚著中國航天人智慧的“規(guī)則”,不僅使“玉兔二號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)了安全移動(dòng)、高效探測、可靠休眠、精確喚醒,也為未來地外天體表面巡視探測打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

從“玉兔號(hào)”月球車到“玉兔二號(hào)”月球車,再到“祝融號(hào)”火星車,相較于回望過去,于天一更愿暢想未來:“希望能陪伴更多的中國航天器飛向更遠(yuǎn)的深空,去探索更多的未知,發(fā)現(xiàn)更多的可能,創(chuàng)造更多的中國奇跡。”(完)

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