[發明專利]月面形貌環境綜合模擬試驗場及其模擬方法

有效

• 申請號: 200710195517.0
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101452655A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 樊世超;向樹紅;馮咬齊;賈陽;申振榮;李濤
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及模擬技術，具體來說，涉及一種月面形貌環境的綜合模擬試驗場及其模擬方法。?

技術背景

前蘇聯在上世紀登月期間，建設環形土壤通道模擬試驗場(長70米、寬4米)，主要包括環形坑等；還建設有綜合形貌模擬試驗場：長50m，寬50m；包括環形坑、溝壑和巖石等。并且早在1965年，美國為Apollo計劃在休斯頓約翰遜空間中心建立了一個空間環境模擬室(SESL)，以提供Appollo時期所有載人航天器和LRV的地面試驗。LOCKHEED導彈和空間公司(LMSC)建立了一個高大的人造倉，來模擬月球庇護所和月球太空艙外環境。其中的測試床允許確定相互作用效應，包括重力的減少、合適的阻礙物、與高度有關的壓力的減少，綜合1/6的重力、合適的障礙物、真空條件等，進行月面巡視探測器所面臨的環境的模擬試驗，從而降低月球探測任務中操作控制的風險。?

除了美國、前蘇聯為其月球車的行走、導航、避障性能考核做了大量的地面試驗外，日本也為考察月球車的遠程操縱、自主行走和機動性，建立有綜合試驗場，包括月球車試驗臺，室內設備，仿真系統，沙盤模型。月球車試驗臺包括遠程操縱試驗臺和自主巡航試驗臺。室內設備是為月球車試驗臺服務的系統。室外的沙盤模型占地80m×80m，包括了隕?石坑，山丘和峽谷等月表地貌(可參見文獻T.Adachi，T.Iijima，S.Okamoto，and?T.Takan，“An?experimental?facility?for?Lunar?Rover?development”，46thInternational?Astronatutical?Congress，Oslo，Norway，1995)。?

目前在國內對月球車的研究主要集中在對月面巡視探測器的研制，月面巡視探測器的工作模式、各個系統的組成和實現方案。對相關的地面試驗研究很少，而工程化應用的地面試驗場更是寥寥無幾。綜合以上可知，國內外的試驗場只單獨實現了對月面土壤、地形地貌的模擬，沒有包括光照和背景環境的綜合環境模擬。因此為了考慮了各種模擬條件，例如背景、燈光、以及地面的月球形貌模擬條件對整體月面形貌模擬試驗場的影響，有必要對這些試驗條件進行合理地布置，以供月面巡視探測器在其中進行各項地面試驗并預期達到理想的模擬效果。?

發明內容

本發明的目的之一是提供一種背景、燈光以及地面試驗條件都能充分展示月面形貌的月面形貌環境的綜合模擬試驗場。?

本發明的另一目的是提供一種月面形貌環境的綜合模擬方法，該方法綜合了月面光照模擬、月面背景環境模擬、月面土壤和地形地貌模擬，可以實現有限空間內表現月面無限的空間背景的效果。?

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：?

一種月面形貌環境的綜合模擬試驗場，其包括密閉的黑空間月面形貌試驗場、光照模擬系統、背景環境模擬系統、月面土壤和地形地貌模擬系統，其中，所述月面形貌試驗場內的光照模擬系統包括單邊墻體上設置的模擬日光斜射的照明燈，優選鏑燈，其功率不小于4Kw，優選4Kw，以及設置在試驗場四周墻體上散布的若干個功率不小于1.2Kw的照明燈，優選鏑燈；所述背景模擬系統包括幕布，該幕布選擇噴繪月表環形山和深空背景，優選根據登月進行計算獲得的真實星空背景；所述月面土壤和地形地貌模擬系統包括將月面復雜的形貌簡化為斜坡，坑和石塊的典型地形，然后利用模擬月壤根據已知的月面形貌數據進行構造。?

其中，上述試驗場為是矩形或圓形等形狀，但優選圓形，所述試驗場內的模擬區為矩形或圓形，圓形模擬區的有效試驗面積直徑在10m以上；或者矩形模擬區的面積在10m×10m以上，無論哪種形狀的模擬區，其有效高度要在7m以上。?

其中，密閉的黑空間月面形貌試驗場由密閉外墻形成，墻體內側涂有黑色漆，優選黑色亞光漆。?

其中，上述照明燈例如鏑燈都配裝有掛具，以對燈的照射方向和高度的調節，并且其色溫可達5600K。?

其中，上述幕布也可設置天牌燈、底牌燈等燈陣把光投射到背景幕布上或者優選在背景幕布后通過設置燈箱來進行背部打光來表現幕布的畫面。其大小可根據模擬區大小和/或形狀進行選擇。?

其中，所述月面土壤和地形地貌模擬系統中的斜坡，坑和/或石塊的數量沒有特別的限制，可根據已知的月面形貌數據進行構造。?