玉兔二號(hào)駕駛?cè)沼洠ㄒ唬?/h1>

距離2019年1月11日嫦娥四號(hào)任務(wù)宣布成功,已經(jīng)過去了小半年,這段時(shí)間的工作情景猶如電影一樣,一幀一幀在眼前切換,反復(fù)激蕩,仿佛在提醒我們千萬不能將它們忘記,一定要記錄下來方能安心。

今天,我們一起翻開來自北京航天飛行控制中心的玉兔二號(hào)駕駛?cè)沼浀谝黄?/p>
一個(gè)月球車駕駛員的修煉——遙操作規(guī)劃技術(shù)

2017年12月27日,一支負(fù)責(zé)玉兔二號(hào)的遙操作任務(wù)的隊(duì)伍成立了,地外天體遙操作是一個(gè)外人看來很神秘的工作,簡(jiǎn)單來說就是操控月球車在月面工作,我們也因此被稱為月球車駕駛員。

在地面開車一個(gè)人就夠了,但月面駕駛月球車則需要我們一伙人配合。自從被選中成為駕駛員,全方位的艱苦訓(xùn)練就拉開了帷幕,包括地形建立、移動(dòng)規(guī)劃、上行控制、遙測(cè)處理等在內(nèi)的多個(gè)專業(yè)我們?nèi)急仨毷炀氄莆铡?/p>
月面遙操作規(guī)劃又和衛(wèi)星軌道控制有很大的不同,首先要對(duì)巡視器雙目相機(jī)下傳的圖像進(jìn)行處理,將其還原成三維月面數(shù)字影像,接著根據(jù)坡度、障礙、通信、光照和能源消耗等情況確定月球車移動(dòng)要經(jīng)過的導(dǎo)航點(diǎn),隨后生成移動(dòng)規(guī)劃方案,并在地面進(jìn)行仿真驗(yàn)證。確認(rèn)規(guī)劃正確后,將控制指令注入到月球車上,再根據(jù)移動(dòng)后下傳的數(shù)據(jù)確認(rèn)移動(dòng)效果。
“抄近道”拍個(gè)“側(cè)顏照”

2019年1月3日22時(shí)20分,兩器正常分離,玉兔在月球背面留下了人類的第一履足跡,它停下來的位置,我們稱為“X”點(diǎn),這就是整個(gè)月面遙操作的起始點(diǎn)了。玉兔在月面睡了一個(gè)美美的午覺,又開始向北面進(jìn)發(fā),可是路并不好走,在現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商后,我們調(diào)整了原定的行駛方案,放棄原本六邊形的路線,決定抄一條近道,避開行駛路徑上的一個(gè)撞擊坑,直接朝著目標(biāo)挺進(jìn)。

1月11日,這是完成兩器互拍的重要日子。原定的拍攝點(diǎn),在著陸點(diǎn)北面近26米直徑的巨大撞擊坑內(nèi),經(jīng)過反復(fù)計(jì)算路徑,并采用三維虛擬現(xiàn)實(shí)方式,對(duì)拍攝效果進(jìn)行模擬,我們最終選定了原定位置西南的一個(gè)點(diǎn),作為最終拍攝點(diǎn),給著陸器來個(gè)“側(cè)顏照”。

16時(shí)46分,拍攝結(jié)果出來了,效果堪稱完美。在這兩張照片投到大屏上時(shí),整個(gè)飛控大廳響起了雷鳴般的掌聲。鮮艷的五星紅旗在月球背面閃亮,嫦娥四號(hào)任務(wù)取得了圓滿成功!
突出重圍,一路向西北

要想在月球漫步,只著眼于腳下是不夠的,著陸后,月球支持組一直在忙的一件事就是:往哪兒走。月球可沒有百度地圖,也沒有北斗導(dǎo)航,這就要請(qǐng)出我們“二姐”嫦娥二號(hào)來幫忙了,她拍攝的高清月面影像發(fā)揮了重要作用。路徑規(guī)劃完成,有心的會(huì)發(fā)現(xiàn),我們都是朝著西北方向行走,這是為何呢?

由于著陸點(diǎn)在月球南極,為防止月球車自己的影子遮擋腳下的路,應(yīng)向西北或東北方向行駛,在對(duì)地形進(jìn)行通過性綜合分析后,我們選擇了向西北方向行駛。并確定了用嫦娥二號(hào)影像做長(zhǎng)期規(guī)劃,用全景相機(jī)圖像做中期規(guī)劃,用導(dǎo)航相機(jī)圖像做當(dāng)前規(guī)劃的策略,共同助力玉兔挺進(jìn)月球大西北!
破除114.8的夢(mèng)魘

2月11日,今天對(duì)所有的操作手來說,都是個(gè)大日子,我們都知道,今天有可能要搞個(gè)大事——要在月面移動(dòng)第16步,能否突破玉兔一號(hào)114.8米的紀(jì)錄,就看今天這幾步了。

月球車位姿結(jié)果出來,滿足休眠要求,如果繼續(xù)行走,找不到合適的休眠點(diǎn)就還要費(fèi)一番功夫。月面支持小組的專家們經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)決策,走!大家都憋著一股勁,一定要在第二月晝突破這個(gè)心理上的障礙。結(jié)果出來了,120米!遙操作廳沸騰了,大家歡呼起來,我們做到了!
全球唯一的月球背面攝影師

2月11日,也是忙碌的一天,上午10時(shí),還有10個(gè)小時(shí)就要開始準(zhǔn)備休眠了,一切程序都緊張飽滿,這時(shí)中心主任提議回頭看看著陸器,操作主任認(rèn)為時(shí)間太緊,建議趕路要緊,但是中心主任很堅(jiān)持,“在月球背面,我們不僅要做好駕駛員、科學(xué)家,還要當(dāng)好攝影師。”于是在他的“固執(zhí)”下,我們有了這張照片。

從照片中,可以清晰的看到馮卡門撞擊坑的邊緣和玉兔走過的路徑,看到著陸器作為月球背面唯一的人造物體,傲然挺立在月背,現(xiàn)場(chǎng)的駕駛員們都出神地凝望著這張照片,情不自禁地感嘆:太美了!很多時(shí)候我們只顧風(fēng)雨兼程,卻忘了身邊最美的風(fēng)景,當(dāng)回頭望了這一眼,才感到這不是艱苦的任務(wù),而是傳世藝術(shù)品的創(chuàng)作。

20時(shí)00分,玉兔二號(hào)在月球背面第三次美美地睡去了,我們懷揣著“活得更久,走得更遠(yuǎn)”的目標(biāo)期待著她第四次醒來,讓世界看見月球背面航天飛控人的風(fēng)采,看見中國(guó)航天的力量!
(作者:宋星光、韓紹金、劉曉慧)