天天觀察：NASA的VIPER原型車在測(cè)試中通過(guò)類似月球的障礙物路線

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工程師們?cè)谖挥诳死蛱m的美國(guó)宇航局格倫研究中心的模擬月球操作（SLOPE）實(shí)驗(yàn)室中對(duì)最新的VIPER移動(dòng)性工程測(cè)試單元，即月球引力代表單元3（MGRU3），進(jìn)行了測(cè)試。MGRU3具有專門為月球車設(shè)計(jì)的電機(jī)控制器。它是月球車移動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵硬件，控制向月球車四個(gè)輪子輸送動(dòng)力的電機(jī)。

“與大多數(shù)使用油門和制動(dòng)器來(lái)加速和減速所有四個(gè)車輪的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不同，VIPER的電機(jī)控制器使漫游者車輪以駕駛員想要的力量和速度轉(zhuǎn)動(dòng)，具有極高的精度，可以實(shí)現(xiàn)更好的性能，”位于加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心的測(cè)試主管和漫游者系統(tǒng)工程師Arno Rogg說(shuō)。“這些測(cè)試使我們能夠驗(yàn)證漫游車移動(dòng)系統(tǒng)的性能，并知道它將在月球上運(yùn)行良好。”

工程師們還利用這些測(cè)試來(lái)幫助確定漫游車將如何處理月球表面的困難地形條件。

“我們想看看漫游車是否能夠在極端的下沉環(huán)境中前進(jìn)，以及VIPER可能會(huì)開得慢多少，或者漫游車會(huì)因?yàn)榧值耐寥罈l件而使用多少額外的動(dòng)力，”艾姆斯研究中心的VIPER風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)理和任務(wù)系統(tǒng)工程技術(shù)互換負(fù)責(zé)人Mercedes Herreras-Martinez說(shuō)。

使用最新的漫游車軟件，工程師們還測(cè)試了原型車的“inch-worm”能力。這種特殊的技術(shù)是通過(guò)以一種特殊的、類似于毛毛蟲的協(xié)調(diào)方式移動(dòng)其車輪來(lái)幫助漫游車解困。漫游車原型還證明，如果它接近一個(gè)對(duì)它來(lái)說(shuō)太過(guò)陡峭的斜坡，或者如果它曾經(jīng)失去了對(duì)其在月球上的位置的追蹤，它將自主地停止移動(dòng)。

Rogg說(shuō)：“我們通過(guò)這些測(cè)試捕獲了大量的數(shù)據(jù)，了解當(dāng)漫游車車輪碾過(guò)巖石或在松散的地形上打滑時(shí)會(huì)發(fā)生什么，以及任何傳感器的漂移--當(dāng)漫游車稍微偏離方向時(shí)。”

根據(jù)VIPER科學(xué)團(tuán)隊(duì)的建議，漫游車原型遇到的所有類似月球的地形和其他危險(xiǎn)都被有條不紊地故意放在SLOPE實(shí)驗(yàn)室中。然后，工程測(cè)試團(tuán)隊(duì)精心挑選了土壤模擬物，手工挑選了巖石，甚至精心設(shè)計(jì)了隕石坑的形狀和大小，以逼真地模仿月球南極表面的實(shí)際特征。

除了測(cè)試漫游車在困難的地形特征上行駛的能力外，另一個(gè)目標(biāo)是測(cè)試漫游車在月球地形上的表現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)漫游車在大多數(shù)時(shí)候會(huì)遇到。

“利用以前月球任務(wù)的數(shù)據(jù)和圖像，我們創(chuàng)建了各種隨機(jī)場(chǎng)景來(lái)模仿月球表面的地形，在SLOPE傾斜床上散布著不同大小和形狀的隕石坑和巖石，”艾姆斯研究中心的漫游車和任務(wù)系統(tǒng)工程實(shí)習(xí)生 Kevin May說(shuō)，他領(lǐng)導(dǎo)了這次測(cè)試的地形準(zhǔn)備。“在VIPER科學(xué)團(tuán)隊(duì)的幫助下，他們生成了隕石坑輪廓的切割模板，我們能夠從地形中形成特征，并塑造出比以往更精確的隕石坑。通過(guò)再現(xiàn)真實(shí)的月球環(huán)境，我們可以更好地了解VIPER在月球表面的表現(xiàn)。”