VR模拟驾驶……“天问一号”离不开这些让人竖大拇指的设计

VR模拟驾驶、会“思考”的火星车……“天问一号”离不开这些让人竖大拇指的设计！

国家航天局探月与航天工程中心消息，7月23日发射的天问一号火星探测器目前飞行距离已经超过800万公里，也成功进行了一次轨道修正，但对于研制团队来说，难点和关键环节还在后面，对天问一号探测器的考验才刚刚开始。

专家介绍，目前的飞行都属于平稳的常规动作，控制上相对容易。而后续深空机动、近火制动等涉及到轨道控制的操作，才是真正要面对的难关。

航天科技集团五院天问一号探测器系统副总设计师贾阳：最关键的环节应该就是到火星附近之后的刹车，因为这个机会就只有一回。如果要是这个过程中有些闪失的话，我们实际上后边没有回旋的空间。

此前美国、苏联等国都在这一步失败过，没能进入到火星轨道，足以体现这次刹车的重要性。

成功进入火星轨道后，就进入相对平稳的环绕飞行阶段。这个阶段大约要持续两个多月的时间，在进行环绕探测的同时，根据探测到的信息判断是否具备着陆条件。

航天科技集团五院火星探测器总体主任设计师王闯：在环火的过程中，我们会用环绕器的高分辨率相机对着陆区进行拍照，确认一下着陆区是不是和我们预期的一致。

选择好着陆点、确定了着陆时间就进入到下一个关口。火星着陆的过程经常有“恐怖七分钟”之说，受到通信限制，整个着陆过程只能靠探测器自己进行判断和执行，地面来不及做任何处置。

航天科技集团五院天问一号探测器系统副总设计师贾阳：我们可能没准要长一点，也许要9分钟。然后接下来(火星)车从平台上驶下来，整个过程还是挺熬人的。可能需要一周多的一个时间才能从那个平台上走到火星表面上来。

只有火星车成功行驶在火星表面，并传回了探测数据，才意味着此次火星探测任务取得成功。此前只有美国的探测器成功实现了着陆和巡视探测，因此此次天问一号任务还任重而道远。

在火星探测器的研制过程中，团队也引进了很多全新的研制手段。在中国空间技术研究院，就有这样一套虚拟现实的演示系统。不仅能够还原出火星车的三维设计，还能够模拟火星车在火星表面的行驶状态。

这个虚拟现实的环境是由四面具有3D效果的大屏幕组合而成，研制人员戴上3D眼镜站在中间，就可以有一个沉浸式的体验。

眼前的场景是火星车的三维设计仿真结果，研制人员不仅能够看到火星车内部的设计状态和部件分布，还可以提前模拟装配过程，减少后期实际装配时的风险。

航天科技集团五院信息中心副主任赵伶丰：包括到时候工人装配起来是不是方便，是不是可以够着都能进行模拟仿真。他(演示人员)戴的叫主眼镜，它里面有一个传感器可以判别使用者的方位。比如说他蹲下的时候，就自动就能看到下面的零部件了。

此外，研制团队还在这套系统中模拟出了火星车在火星表面的工作状态。不仅可以模拟天线展开、太阳翼展开，爬坡、转向等操作，还可以在未来火星车着陆在火星表面后，结合真实的遥测数据，对火星车实时的状态进行可视化的展示。

航天科技集团五院信息中心副主任赵伶丰：主要是火星车它自己的姿态的情况，包括它的位移、角度，包括它可能将来还有一些上、下行的信息，信号的一些速率，还有温度等。我们可以结合实际遥测的数据来更新我们这个模型。

类似这样的地面模拟系统不仅应用在火星探测任务中，在北斗、空间站以及后续嫦娥五号等重要的航天任务中都已经有所应用，提高了研制效率，也降低了研制的成本。

在虚拟现实还原出的火星表面上，我们也看到了我国首辆火星车的大致形象。在设计师贾阳眼中，它就像一只行走火星的“蓝色蝴蝶”。那么，这个“蓝色蝴蝶”究竟有什么特点？研制团队对它有怎样的期待呢？

贾阳，天问一号任务火星车总设计师。五年前，他在完成了玉兔号月球车的研制任务后，就开始了火星车的研究。有了玉兔号的研制经验，贾阳在这辆火星车上，也寄予了更多的期待。

航天科技集团五院天问一号探测器系统副总设计师贾阳：在设计火星车的时候，我们是希望设计一个能力强又漂亮的火星车。最后我们聚焦到现在的方案的时候，应该说至少我自己第一反应就是我们得到了一只蓝色的闪蝶。

不仅外形特殊漂亮，这辆火星车在性能上也有很多以前玉兔号月球车不具备的能力，最突出的特点就是自主性的提高。月球车在行驶时，更多的是执行工作人员下发的指令，很少需要自己动脑规划路线。而现在，由于火星距离地球最近时也要5500万公里，最远甚至达到4亿公里，将会给火星车和地面间的通信带来巨大的挑战。

航天科技集团五院天问一号探测器系统副总设计师贾阳：基本上可以打一个比方，就是咱俩24小时说两次话，一次是你告诉我你的情况，然后一次是以我这边为主，告诉未来24小时你要做什么工作。火星车的自主能力，相对于月球车来说的话，应该说是一个比较巨大的(提升)。

此外，针对火星表面的未知环境，研制团队对火星车的越障能力也做了提升，它还可以横着进行“蟹形”移动。如今，这只蓝色的蝴蝶正在飞向它最终的考场，属于贾阳和研制团队的考验也才刚刚开始。

航天科技集团五院高级工程师权爽：我们一共(研制)六年，两千多天，无数的航天人付出了很多的辛苦和努力。希望它一路顺风，能够安全到达。

航天科技集团五院火星探测器着陆巡视器供配电分系统主任设计师陈燕：万里长征开启了第一步吧，我相信我们整个火星探测任务会一步比一步更精彩。【编辑:田博群】