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這里,是龍牙正在爬的一座山。
天問三任務(wù)直接把人類火星探索往前推進了一大步!
有一點需要明確的是,迄今為止人類沒能從火星帶回來哪怕是0.1克的物質(zhì)。此前所有的火星任務(wù),不管是前蘇聯(lián)還是美國還是其他國家 ,都只是往火星上面“丟東西”而沒有實現(xiàn)從火星“拿東西”回來。
這說明“丟東西”和“拿東西”之間一定有什么不得了的巨大技術(shù)門檻。
天問三號任務(wù)如果成功,必將打破這個技術(shù)門檻。
這個技術(shù)門檻是什么呢?
根據(jù)天問三號任務(wù)總設(shè)計師劉繼忠的說法,“將突破火面采樣、火面起飛上升、環(huán)火交會和行星保護等多項關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)火星樣品返回地球。”其中人類已經(jīng)做到的有火面采樣、行星保護,沒在火星做到但是在其它行星/小行星/衛(wèi)星等深空空間做到過的有環(huán)火交會對接,真正完全沒干過的就只有一個:火面起飛上升。
根據(jù)這個系統(tǒng)任務(wù)圖可以看出,整個天問三號任務(wù)分為兩枚長征五號火箭來執(zhí)行:
第一部分是“著上組合體”,包括一個火星著陸器和一個裝載了采樣樣品的上升器。著陸器利用火星大氣氣動剎車之后攜帶燃料軟著陸火星,實施采樣并把樣品給上升器。上升器用從地球帶來的燃料在火星上面點火起飛并返回火星軌道。
第二部分是“軌返組合體”,包括一個火星軌道人造衛(wèi)星,和一個返回地球再入的返回器。系統(tǒng)任務(wù)圖上面看這個軌返組合體需要停泊在火星軌道,待著上組合體跟自己交會對接,然后在樣品送過來以后再次加速進入火-地轉(zhuǎn)移軌道。
簡而言之,一發(fā)長五飛過去把火星樣品采集到達火星軌道上,另一發(fā)長五飛過去把火星軌道上的樣品接回地球。
這里面最大的技術(shù)難題在于整個過程都是無人的。
地球到火星距離最遠高達4億公里,最近也有5000萬公里,最大通信速度僅為1c(1倍光速),即使不考慮設(shè)備延遲,僅僅這個距離就有高達200秒以上的延遲,依靠人工操作很顯然是不可能的。遠在火星的任何設(shè)備做一個動作,地球也至少要在幾分鐘到十幾分鐘之后才會知道成功沒成功,因此火星設(shè)備的自主決策、自動控制要求非常高。
在天問三號任務(wù)中,人的作用幾乎體現(xiàn)不出來,整個點火上升、火星軌道交會對接過程需要實時決策的點太多了:
1、火星可是有大氣的,火星大氣對上升器的擾動是隨機的,必須要上升器自己去實時修正、抑制這個擾動才有可能精確入軌;
2、自主交會對接,火星軌道附近可沒有地球軌道附近這么多的輔助測控設(shè)備,包括遠望系列測控船、地面測控站、空間輔助衛(wèi)星(天鏈衛(wèi)星)等等,就只有孤零零兩個航天器:天問三號任務(wù)軌返組合體和著上組合體。這種現(xiàn)實環(huán)境對交會對接是個很大的挑戰(zhàn),舉個簡單的例子:怎么相互定位。地球低軌道你可以用北斗,火星附近可沒有北斗,這些都需要兩個組合體在火星自己溝通聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)去;
總之,作為一個自動化專業(yè)出身的人,我對天問三號任務(wù)的挑戰(zhàn)性是嘆為觀止的,在那么遠的地方僅僅依靠機器與機器的自主決策自動控制自行協(xié)調(diào)完成這么復(fù)雜的任務(wù),可想而知這是個多么艱巨的任務(wù)。
天問三號任務(wù)順利實施并完成的話,說中國航天站在了世界航天領(lǐng)域領(lǐng)先位置沒什么問題,但這些畢竟是人家航天業(yè)界的事情,我比較關(guān)注的是技術(shù)下放的問題。天問三號任務(wù)使用并驗證的很多技術(shù),對于我們?nèi)粘I詈推渌I(lǐng)域是具有重大意義的。
第一個比如說這套自主決策系統(tǒng),意味著我國的人工智能落地應(yīng)用達到了一個全新的水平,不僅限于大模型這一個方向,而是真的能夠控制機器做復(fù)雜實時決策了;
第二個是這套系統(tǒng)的軍事化應(yīng)用,很顯然這么先進的自主決策系統(tǒng),不用在軍事上才是咄咄怪事,類似這種復(fù)雜軌跡捕捉、交會決策,對于智能導(dǎo)彈具有非常大的意義。
比方說當(dāng)前所謂的“飽和攻擊”,也就是用大量導(dǎo)彈去堵塞敵軍的火力通道,即使大部分被攔截,只要有一發(fā)成功突防就足夠造成巨大損失。這個過程就是個復(fù)雜決策過程,靠人力是不可能完成的。
假設(shè)我們要攻擊一艘航母,可供使用的火力通道有垂直高超音速彈道導(dǎo)彈、傾斜高超音速“水漂彈”、水平超音速飛航式導(dǎo)彈、水平亞音速掠海飛航式導(dǎo)彈等等,不排除其中有增加火力通道占用的誘餌彈。這是個復(fù)雜的機器自主決策過程,需要根據(jù)敵方的反應(yīng),諸如各波段雷達主瓣信號實時調(diào)整攻擊策略。
我相信火星上能玩兒的,地球上也行。
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作者簡介:龍牙是一名曾在西藏戍邊數(shù)十年的退伍軍人,他熱愛文學(xué)和寫作,對時政問題、社會新聞有著獨到的見解。歡迎關(guān)注公眾號“龍牙的一座山”、小號“黃科長銳評”。
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