主题:着陆器和巡视器清晰照片(更多图片更新) -- 王树
这个就是我喜欢西西河的地方,冷不丁就冒出一个行家,各行各业都有,哈哈,真好。
1. 美国的月球勘测轨道飞行器(LRO)“看”到了嫦娥三号和玉兔
嫦娥三号是12月14日在雨海着陆的。12月24日,LRO飞越了嫦娥三号的着陆点,它的相机在距离月面约150公里处拍下了这张照片。这时候正好是着陆点的黄昏时分,阳光从西面射过来,照亮了大大小小的撞击坑的东半部分:
大箭头指向嫦娥三号,小箭头指向玉兔。
嫦娥三号着陆前后的对比效果,GIF图:
两幅图的对比:
着陆点附近的“半全景图”和LROC照片对比:
着陆点附近的地形地质很有意思。一是西边60米处是一个直径450米,深40米的撞击坑的边缘。二是离一条长约100公里,宽约10公里的皱岭最近处只有几公里。三是离高钛玄武岩和低钛玄武岩的分界线最近处约10公里。
大白箭头:着陆点。小白箭头:皱岭(wrinkle ridge),小黑箭头:高钛玄武岩(“蓝色)”和低钛玄武岩(“红色”)的分界线。
虹湾和雨海地区,高钛玄武岩(“蓝色)”和低钛玄武岩(“红色”)的分界线:
unmannedspaceflight.com的Phil Stooke根据LROC的照片更新了玉兔的轨迹图:
2. 长三乙火箭内部的嫦娥三号
3. 嫦娥三号:着陆器29台发动机护送嫦娥奔月
https://www.youtube.com/watch?v=krNDFhbyqdg
4. 嫦娥三号副总师谈月球基地:中国航天人正在做
嫦娥三号探测器系统副总指挥兼副总设计师张玉花28日在此间透露,中国航天人正在从事“月球基地”的相关工作。
上海科普大讲坛当天围绕“嫦娥落月”开讲,张玉花研究员在介绍中国探月工程未来规划时表示:“除了载人登月的技术之外,还在做月球基地的工作,月球基地是人类以后拓展能源、拓展生存空间的构想,都吸引着我们人类继续探测。”
她并进一步描绘了月球基地建成后的蓝图:人类未来将能够依托月球基地,建立在月球上进行能源勘测的能源基地,以及进行工农业生产的生产基地,并利用太空真空的环境,进行无菌制药等。她称:“如果还有100年,我觉得人类居住外星球不是一个梦想。”
谈到定于2017年前后发射的嫦娥五号,张玉花透露:“嫦娥五号比嫦娥三号、四号难度更大,要从月面采样两公斤样品返回。还要实现月面的起飞,月球轨道的交汇对接,这些技术需要我们将来有很大的创造性。”
对于备受世人瞩目的中国载人登月计划,她表示待嫦娥五号发射计划完成后,中国探月工程将和载人计划相结合,实现后期的载人登月工作。“(载人登月)目前国家还没有立项,但技术的研发工作还在做,”她如是说。(完)
(说明:这篇中文翻译中不准确的地方比较多,比如:China’s bold lunar plan被翻为《中国的大胆的月球》,plan被扔掉了。再比如:not authorized to speak on the record,被翻为“不够权威”,我觉得翻成“未被授权来公开评论”更好一些。有些句子也不通,已酌情更正。可能还有错误之处,请大家踊跃指正。
原文共6页,中文报道只翻译了约1页。)
原文PDF:《中国大胆的月球计划》(China’s bold lunar plan)
阿波罗11号宇航员奥尔德林(Buzz Aldrin)和阿波罗17号宇航员塞尔南(Eugene Cernan)说,从中国首次机器人月球着陆器显示的细节来看,它是一个载人月球舱的正式的前身,中国航天员将在2030年前后登上月球表面。两位宇航员认为,NASA开始与中国就人类回归月球开展中美合作可能正当其时,并以此作为国际火星载人任务的序幕。
【原文:Astronauts Buzz Aldrin of Apollo 11 and Eugene Cernan of Apollo 17 tell Aerospace America that engineering details emerging from China’s first robotic Moon lander suggest it is a formal precursor to a manned lunar module that would carry Chinese astronauts to the surface of the Moon around 2030. In their view, the time may be right for NASA to begin direct cooperation with China on the return of humans—both Chinese and American—to the Moon as a prelude to international manned missions to Mars.】
从网上图片来看,中国的巡视探测器有可能受到美国火星工作的鼓舞。着陆器之上的巡视探测器的主要零部件与美国NASA火星探索巡视探测器项目研制和飞行的零部件几乎一模一样。
历史学家、作家查肯(Andrew Chaikin)称:“值得注意的是,从机器人巡视探测器的设计角度,中国希望在月球上复制勇气号和机遇号在火星上进行的工作。”
【原文:The 308-lb Chinese rover, seen in images circulated online, appears to be inspired by U.S. work on another celestial body: Mars. The rover sitting atop the lander has major components that look identical to those developed and flown a decade ago by NASA’s Mars Exploration Rover program. “It’s remarkable that from a robotic rover design standpoint China wants to duplicate, with a lookalike on the Moon, what Spirit and Opportunity did on Mars,” notes historian and author Andrew Chaikin.】
本次任务被命名为嫦娥三号,任务可能带来的科学回报正在遭到质疑——至少在中国以外。曾参加阿波罗和其他月球项目美国月球科学家表示“除了巡视探测器上的一台地质雷达,着陆器和巡视探测器上的大部分科学仪器并无法在月球上有太多新发现”。这位科学家并未获得授权对中国航天项目进行公开评论(所以其姓名在此篇报道中被隐去)。
【原文:Designated Chang’e 3, the mission’s potential science return is already being questioned, at least outside of China. “Except for a ground-penetrating radar on the rover,none of many science instruments on the lander/rover are expected to discover much new on the Moon,” says a U.S. lunar scientist who worked on Apollo and other lunar programs but is not authorized to speak on the record about the Chinese space program.】
嫦娥三号将利用一个具有新型大功率节流火箭发动机的大型降落台登陆月球。这个与45年前NASA将12名宇航员送上月球的月球舱类似。
塞尔南表示:“中国机器人着陆器(嫦娥三号)对于其携带的小型巡视探测器来说,太过巨大。很显然,它是中国载人着陆器的真正前身,载人着陆器的降落台要更大。”
【原文:“The Chinese robotic lander is much larger than what is needed for the small rover being carried,” notes Cernan, “It is obvious this thing is a genuine precursor to a Chinese manned version with a scaled-up descent stage,” he says.】
1996年,美国布鲁斯·巴格比培育出太空矮秆小麦,株高只有40 cm,生育期只有60天,这种小麦产量高出普通小麦的3倍,有可能适合太空生长。美、日、西欧制定的21世纪太空计划中,将植物在密封太空舱内的生长发育引为重点,试种和培育豌豆、小麦、玉米、水稻、洋葱、兰花、郁金香等100多种植物,研究宇宙飞行中各种因素对植物生长发育的影响。
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一些相关报道:
Space Wheat Could Feed Astronauts on Mar
北美校园“太空番茄项目”,亨氏番茄种子成主角,文中提到的Tomatosphere。
方舟子的太空育种能有多神奇?
易里对方舟子的反驳,给“打假”航天育种的方舟子上一点育种常识课
以前只读过小方的质疑。综合你给出的资料,俺觉得小方的质疑还是有一定道理的。
从你给出的资料看,国外空间育种的方向跟我国空间育种的方向是截然不同的。国外空间育种的目的是为了地球植物能在空间种植;而我国空间育种的目的是为了地球植物能更好地在地球上种植。因此,问题是国外为何不搞中式的空间育种?
因为美国的粮食生产方式,需要的是“种植过程简单,适合大面积大机械操作”——至于增产,其他好性状是次要的。
美国主要的转基因种子有两类:抗虫,抗除草剂(草甘膦)。抗虫和抗除草剂都是为了简化种植过程,并不是设计用来增产的。太空育种显然几乎不可能让作物出现抗虫或抗除草剂的变异,所以并不能简化种植过程,也因此不符合美国的“主流”。
小规模种植,种植过程不容易简化的蔬菜水果花卉等,我觉得比主粮更适合搞太空育种。至于美国为什么搞的不多,我瞎猜一下,有没有可能是因为近20多年来,美国的(可返回地球的)太空项目发展不是很蓬勃?
假设这么NB的电磁炮能造得出来。
为了把卫星打出大气层,加速段的出口速度你可以算出来,很简单的高中物理题。
地面的加速段,不管怎么加长,相对这个出口速度,都是非常短的, 所以,在加速段,必须高G加速。
这种情况下,星上元器件能不能扛得住,很是问题。
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火箭发射的好处之一,就是加速段很长、加速时间很长(几乎全程),所以可以低G加速,所以可以载人飞行。
其实,不只中国,全世界都一样。因为,你想有钱去推动一些有成果或没成果的事情。你必须去打动有权拔款给你的人。而你如果老老实实原原本本的把你要做的事情说出来,不要说打动他,就是他能不能听懂都成问题。大多数成功的项目,只能说是忽悠里面比较诚实的,起码不能说一开始就没有忽悠。
1.红外成像光谱仪首次开机月面探测区可见近红外100波段图像立方体:
2.红外成像光谱仪首次开机月面探测区光谱曲线(可见近红外):
3.红外成像光谱仪首次开机月面探测区光谱曲线(短波红外)——这个是老图了,只是说明里的SWIR变成了“短波红外”:
直到38万公里外的嫦娥三号着陆器和玉兔车都“睡”了,地球上的一些中国人仍有一个疑问:我们是不是在重复别人走过的路?
2013年12月15日4时,航天史被玉兔号月球车改写——她用160秒走出了相当于一个半车体长的路程,人类自1972年阿波罗17号登月后,再无月球车在月面留下足印的记录就此终结。
从2004年探月工程立项至今,探月工程二期探测器系统副总设计师贾阳亲历了10年历程,从最开始对月面的认识“只能来源于美苏”,到 “选择美苏没去过的区域着陆、巡视,增加人类对月球的认识”。
嫦娥和玉兔都不是对苏联、美国探月任务的简单重复。
一个直观的细节是,玉兔车上采用的双目立体视觉技术、自主导航避障技术等,41年前还根本不存在。嫦娥三号巡视器产品保证工程师王芳说,“无论是系统设计水平,还是平台速度能力,玉兔与2003年发射的美国火星探测器好奇号和机遇号更有可比性,大量新技术的采用,降低了任务执行的风险,提高了可靠性。”
相比玉兔号的遥操作,第一辆月球车的“电视摄像操作”“弱爆了”
当玉兔车终于安睡,嫦娥三号巡视器主管设计师彭松松了一口气,他庆幸玉兔车在寻找休眠点的路上躲过了重重风险。
彭松负责机构规划,如果遥操作不慎,就会影响到全向天线接收地面指令,一旦断了与地球的通信链路,断了这根隔着38万公里牵着玉兔号飞的“风筝线”,后果不堪设想。
43年前,当人类第一辆月球车苏联“月球车1号”从“月球17号”探测器转移到月面时,也有一条窄束天线背在它的身上。相比之下,这条天线对全无自主导航能力的“月球车1号”来说,显得更为致命。
探月工程总设计师吴伟仁告诉中国青年报记者,苏联当时对月球车采取的“电视摄像操作”方式今天看来是十分原始的:苏联专门组织了一个飞行员梯队,5个人一组,轮班倒,每个人每天“开”8小时,而这些飞行员判断行驶的依据,就是月球车通过天线传下来的现场摄像。
对于这种手动驾驶方式,嫦娥三号巡视器遥操作副主任设计师吴克告诉记者,驾驶员对环境的认知难以精确判断,如果前路有坑,什么时候避开坑,只能靠驾驶员估算,精度自然低。
相比之下,玉兔号的“遥操作”比苏联的方法更为精密周全,吴克告诉记者,其任务规划分三个层次进行。
首先是战略层次的任务规划:依据全景相机拍摄30米内图像,任务支持中心跟地面应用系统的科学家协商,科学家提出他们想去图中哪些点,巡视器团队从工程角度上判断哪些点不能去,然后把科学家感兴趣的探测目标串起来,形成轨迹。
其次是战役层次的周期规划:对这些点进行相对定位,将30米的轨迹分割成约7米一段。
最后是战术层次的导航规划:利用导航相机将要走的约7米路段进行拍摄,规划出行驶路线。剩下的,就交给数字仿真系统去验证。
当然,无论是月球车一号还是玉兔号,都有一段无法回避的断线期。一旦月球车进入休眠,其与地面的联系也随之中断。
苏醒与否,部分取决于月尘这颗定时炸弹。
嫦娥三号巡视器综合测试指挥权爽告诉记者,带静电的月尘,一旦被玉兔车吸附,很难清除,由此可能引发很多故障,如机械结构卡死、密封机构失效、光学系统灵敏度下降等。
苏联的月球车2号就吃过这方面的亏。1973年1月,开到一个撞击坑后,疏松的月壤使月球车2号轮子空转,腾起的浮土覆盖了其太阳能电池板和散热器,导致月球车2号供电骤减、车内过热,牺牲在月面。
极端温度是月球车不得不面对的挑战。吴伟仁说,玉兔车向着太阳这边的3个轮子,照射的温度最高达100多摄氏度,另3个被遮住的轮子,已是零下10多摄氏度,一米多一点的间距,温差却极大,而这早已在玉兔车设计时考虑到了,纵使“冰火二重天”,玉兔也能安然无恙。
“嫦娥”、 “玉兔”集成了代表当今世界科技水平的新技术
嫦娥三号任务宣布成功次日,吴伟仁告诉中国青年报记者:“嫦娥三号,我们是按照最好的结果去努力,也做了最坏的准备,整个过程光故障预案就做了200多个,但到现在一个都没有用上。”
这和整个科技发展不无关系。值得一提的是,中国空间技术研究院任务支持中心在嫦娥三号任务中首次采用的数字仿真系统,可以实现预测,而这是美苏探月行动中所不具备的。
吴克告诉记者,这是中国航天史首次实现伴飞功能,其能把月面的遥测数据和系统数据结合起来,预示车在月面走有没有风险。比如,遥测数据显示,巡视器某设备温度升高,地面仿真系统温度也跟着升高,“仿真系统伴飞功能有预示能力,它预测到随着温度越来越高,设备有崩溃的风险,就能提前让巡视器不干后面的事。”
“我们凭什么有信心?”吴克说,就是因为所有规划出来的指令,都在仿真系统走了一遍,把正确的概率又提高了。假使没有这个程序,只能通过人员判断,那就存在人员误判漏判的风险。
此外,围绕探月的技术发展还有,微小型化技术的发展、自主控制和智能技术的提高、新型传感器技术的问世,等等。
2013年12月14日,嫦娥三号在动力下降段成功避开了一个大坑,这个大坑位于着陆点东北方17米处,直径20米、深达2~3米。在吴伟仁看来,这得归功于激光测距技术等实现的自主避障功能。
当年还停留在“微波”时代的美国、苏联自然没有这个技术。
阿波罗计划利用航天员在着陆过程中进行地形识别,仅仅通过航天员简单的鸟瞰,来发现和控制躲避月面障碍物,从危险区中识别出安全的着陆点。
嫦娥三号着陆器系统副总设计师张熇称之为“盲降”,她告诉中国青年报记者,“设计好了这条轨道就落下去,下面有坑、有石块可能会翻倒。”
“苏联、美国的月球车毕竟使用的都是40年多前的技术,‘玉兔’集成了代表当今世界科技水平的新技术:用超大规模集成电路代替了当年的晶体管,采用无刷电机技术解决了有刷电机寿命有限的问题。车载的有效载荷,无论是探测的手段,还是探测的精度都已有了质的变化。”权爽说。
没有更多的国外参考,只好再造一个月球
“月球的尘埃中,夹杂着类似木炭或火药的气味。当然,我们闻不到所取样品有这样的气味,因为它们被密封在盒子里。但暴露于舱内的氧气中时,我们可以嗅到航天服上粘着的尘埃那浓重的烧焦味。”阿波罗11号航天员巴兹·奥尔德林这么形容自己在月球上闻到的味道。
此前,中国航天人能拿到的月面数据大多只能来自于美国等国的公开资料,“真实情况,别人说不定会藏着掖着。”王芳说。所以当看到玉兔车在月面留下的第一道轮印时,以前一直以为月壤“特别松软”的她发现,车辙没想象中的深,这意味着月壤是比较硬的。
没有更多的国外参考,中国人只好再造一个月球。
“航天器一旦打到天上,出了问题,总不能再派人去修吧?”嫦娥三号巡视器综合测试指挥王少林说。这要求航天器具有高可靠性,而这依赖于充分的地面验证。
经过1.8万公里的选址,巡视器团队选定了敦煌西北、库姆塔格沙漠与罗布泊交界处的阿克奇谷地,“这里是中国最像月球的地方”。在这里,玉兔车曾连跑十几天,进行过公里级的“长途拉练”。
沙漠里,一辆大卡车跟在徐徐前移的玉兔车后,一条电缆连着两辆车,为太阳翼没有带电池片的玉兔车提供能源。
伴着轰隆的发电机,嫦娥三号巡视器综合测试指挥权爽、王少林和其他同事挤在卡车车厢内,膝盖对着膝盖,空间窄得连站都站不起来,这一挤就是十几个小时。在这样艰苦的条件下,他们实现了对巡视器的首次遥操作。
进行整车月球低重力试验是嫦娥三号的重大难题之一,巡视器团队在国际上首次提出利用单吊索方式,模拟玉兔车月面轮压的测试方法。在巡视器室内试验场,负责视觉定位的遥操作主管设计师薛博向记者介绍悬挂着的一个吊索,它曾把占玉兔车质量5/6的部分吊离地面,让玉兔车只用承受1/6重力。一旦承重多了,就会超出车轮的承受能力。
2013年12月15日,看到玉兔车走出在月球上的第一步时,这个30岁的女航天人笑了。
28岁的嫦娥三号巡视器总体主管设计师王昊宇,29岁的主管设计师薛博,还有30岁的王少林,30岁的吴克,32岁的权爽,32岁的王芳。贾阳说,整个团队每个人都在干“以前没干过的事”,正是这支新鲜的团队,锻造了中国的第一次落月。
并不需要全部速度都用电磁弹射来完成,只要刚开始给一个高的初始速度,以后到了高空还是可以点火继续加速的,这样可以大大减少最初需要的燃料量。
现在这个问题应该已经解决了。
但是,再高很多的加速度,不知导航器件比如陀螺仪之类的能不能扛得住。