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。