国外星体表面巡视探测器地面试验方法分析

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1、!第!"卷!第#期航!天!器!工!程1234!"!.24#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$%!%年"月&'()*)+(,-*./0.**+0./!!!!!5国外星体表面巡视探测器地面试验方法分析顾!征!任德鹏!北京空间飞行器总体设计部"北京!%%%"6#摘!要!对国外星体表面巡视探测器的典型地面试验进行了系统阐述和分析!总结了星体表面巡视探测器地面试验的特点和规律!可以为我国星体表面巡视探测器地面试验的开展提供借鉴"关键词!深空探测#巡视探测器#地面试验中图分类号!16!7!!文献标志码!(!!文章编号!!7589:56:"$%!%#%#9%!

2、!59%"!"#$%&'()&#*$+,-"-'&).&),/0*1&2,)-/;<=>?@!+*.A>B>?@!C>DED?@0?FGDGHG>2I&BJK>KLJIG&MFG>N*?@D?>>LD?@"C>DED?@!%%%"6")=D?J#34-")56"$&2N>GMBDKJ3@L2H?OG>FGFI2L2P>LF>JFL2P>LFQ>L>D?GL2OHK>O4R?G=>SJFDF2IJ?J3MFDF2IG=>F>GLDJ3F"G=>K=JLJKG>LDFGDKF2IL2P>L%F@L2H?OG>FGQ>L>FHNNJLDT>O4-=DFKJ?S>HF

3、>OI2LL>I>L>?K>2I)=D?JL>3JGDP>G>FG47,%8&)$-$O>>BFBJK>>UB32LJGD2?&L2P>L&@L2H?OG>FG!!引言$!巡视器地面试验巡视探测是深空探测领域中常用的星体表面探9:;!苏联%月球车&地面试验测手段"巡视探测器!以下简称巡视器#工作于星体苏联在$%世纪中期探月期间"成功发射了)月表面"将会经历复杂'特殊的空间环境"由于人类尚球车*!WH?2X=2O#系列探测器"探测器研制过程中未全面和准确地认识到星体表面环境会对巡视器产建设了室内的综合试验场并开展了综合试验(生的影响"因此需要在地面进行专项试验"

4、以验证巡试验场占地面积#%NY#%N"其中建有月表地视器的环境适应能力(此外"巡视器研制过程中使形地貌的模拟系统"主要模拟月球环形坑'沟壑和岩用的新技术'新材料"巡视器在轨运行时地面任务支石等"如图!所示(开展的试验项目主要有移动性持人员的操控能力"都需要通过地面试验来验证和能试验'遥操作试验'探测器的导航和避障试验等(训练"因此"地面试验是巡视器设计过程中的必要环在移动性能试验中"考虑了对月表低重力环境节"是验证巡视器设计状态的最直接'最有效的方的模拟"主要途径是采用悬吊平衡"即在垂直方向平式(衡探测器#+7的重力从而模拟月表低重力"模拟原文章在充分调研国外

5、星体表面巡视探测器典型理如图$所示"模拟装置安装在环形导轨上并能够地面试验的基础上"对其进行了详细分析"总结了地与探测器的运动保持同步(面试验的特点和规律"可以为我国相关试验的开展遥操作试验主要验证了地面操作人员的路径规提供借鉴(划能力"遥操作试验规划如图8所示(收稿日期!$%!%9%#9$5$修回日期!$%!%9%59%:基金项目!国家重大科技专项工程作者简介!顾征$!":!V%!男!博士!工程师!主要从事航天器总体设计研究"!!:!航!天!器!工!程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"卷!图!!WH?2X=2O地面试验场概貌,D@Z!!/L2H?OG

6、>FGID>3O2IWH?2X=2O图8!用于研究遥控系统的人造场地规划图,D@Z8!WJM2HG2IJLGDIDKDJ3GLDJ3ID>3O9:9!美国%月面巡视车&地面试验早在!"7#年"美国为阿波罗!(B2332#工程在休斯顿约翰逊航天中心建立了一个空间环境模拟实验室!&*&W#"以提供(B2332时期所有载人航天器和)月面巡视车*!W+1#的地面试验(该模拟器可以进行低重力和真空条件的模拟"以验证设备在月表环境中的工作性能(洛克希德导弹和空间公司!W[&)#建立了室内的地面试验舱用于模拟月球的月壤和地形特征"如图$!!+7重力模拟原理示意图图6所示(,

7、D@Z$!&DNH3JGD2?2I!+7@LJPDGM图6!美国)月面巡视车*!W+1#进行月球模拟的地面土壤行驶性试验,D@Z6!W+1D?G=>N2SD3DGMG>FGF!!此外"(B2332工程时期".(&(还在位于德州由散满石块的沙石地构成"颇似戈壁滩(';=>(休斯顿的约翰逊航天中心!2=?F2?&BJK>)>?G>L"9:J#"用于训练宇航员并测试罗斯于!""8年联合研制的一

8、台火星探测的地面试月球车"如图#所示(