一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场的制作方法

本发明涉及深空探测技术，尤其是涉及一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场。

背景技术：

火星模拟场是开展火星科学基础研究，进行火星与地球对比研究的天然实验室。火星在地貌、地质和物质成分方面都有一些特殊的特征，比如，地貌为荒漠，没有植被覆盖，地质上有河流、湖泊干涸的沉积物，物质成分方面有大量硫酸盐、高氯酸盐等水流干涸后的遗留物等。为了支撑火星巡航车的巡航探测与遥感操作研究，有必要在地面上开展火星地表环境模拟研究。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，包括具有火星表面基本地貌特性的爬坡能力测试区、平地行走越障能力测试区、避障能力测试区和抗沉陷能力测试区。

优选的，所述爬坡能力测试区包括多个不同下垫面和不同坡度的斜坡区。

优选的，多个所述斜坡区的坡度从5度逐步增加为30度，其下垫面以风化花岗岩和火山灰为基准，间歇性铺设砂岩。

优选的，所述平地行走越障能力测试区包括多个不同下垫面材质的平地区域。

优选的，所述平地区域中的其中一个区域的下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣的1：1：1的混合。

优选的，所述平地区域中的其中一个区域的下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣的1：1：1的混合土壤的基础上再间歇性的铺设砂岩，并在整个区域散落分布大小为5cm-30cm高的细粒玄武岩。

优选的，所述避障能力测试区包括下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣三种材质混合的不规则区域。

优选的，所述避障能力测试区在区域内散布大小为50-60cm高的粗粒玄武岩，并间杂着小尺寸细粒玄武岩。

优选的，所述抗沉陷能力测试区包括内部覆盖为细沙的坡体。

优选的，所述抗沉陷能力测试区的坡体的坡度为30度。

与现有技术相比，本发明是模拟火星地表环境而建立起来的模拟场，对火星巡视器在火星上实施行走探测活动时遇到的各种情况进行了较为真实地模拟，测试火星巡视器的各种性能，为火星巡视器开展各种地面试验提供支撑。

附图说明

图1为实施例中火星地面模拟场的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，

本技术：
提出一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，根据已知的火星地形地貌以及火星巡视器在火星地表探测时可能遇到的情况，包括具有火星表面基本地貌特性的爬坡能力测试区、平地行走越障能力测试区、避障能力测试区和抗沉陷能力测试区，每个区域因为功能不同导致区域的面积也不尽相同，分别测试火星巡视器相应的性能，为火星巡视器开展各种地面实验提供支撑。

(1)爬坡能力测试区(1区)主要考察巡视器翻越不同下垫面和不同坡度斜坡的能力，是在区域内建立多个不同下垫面和不同坡度的斜坡区。多个斜坡区的坡度从5度逐步增加为30度，其下垫面以风化花岗岩和火山灰为基准，间歇性铺设砂岩，以此来测试星球车翻越不同下垫面和不同坡度斜坡的能力。

本实施例中，爬坡能力测试区包括12块宽为5米，底部长度为9米的斜坡区，其坡度从5度逐步增加为30度，其下垫面以风化花岗岩和火山灰为基准，间歇性铺设砂岩，以测试星球车在土壤和岩质陆面的爬坡能力。具体设计如表1示。

表1爬坡能力测试区

(2)平地行走越障能力测试区主要考察巡视器在较为平坦地区的巡航行走能力，根据其下垫面的不同，主要分为两个区域，图中2区下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣的混合(1：1：1)，同时在2区内散落分布大小为5cm-30cm高的细粒玄武岩，3区下垫面在保持风化花岗岩、火山灰、火山渣(1：1：1)混合的基础上再间歇性的铺设砂岩，以测试星球车在不同材质下垫面上行走以及翻越障碍的能力。具体设计如表2示。表2平地行走能力越障测试区

(3)避障能力测试区是大小为44平米的不规则区域，其下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣三种材质的混合以模拟火星环境，区域内散布着大小为50-60cm高的粗粒玄武岩，并间杂着小尺寸细粒玄武岩，以测试星球车的行走避障能力。具体设计如表3示。

表3避障能力测试区

(4)抗沉陷能力测试区是在区域内建立大小为5*10米，坡度为30度，内部覆盖为细沙的坡体(5区)，其设计依据是nasa的机遇号火星车曾经陷入到松软区域，因此需要测试巡视器在沙质区域的沉陷情况与脱陷能力。

技术特征：

1.一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，包括具有火星表面基本地貌特性的爬坡能力测试区、平地行走越障能力测试区、避障能力测试区和抗沉陷能力测试区。

2.根据权利要求1所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述爬坡能力测试区包括多个不同下垫面和不同坡度的斜坡区。

3.根据权利要求2所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，多个所述斜坡区的坡度从5度逐步增加为30度，其下垫面以风化花岗岩和火山灰为基准，间歇性铺设砂岩。

4.根据权利要求1所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述平地行走越障能力测试区包括多个不同下垫面材质的平地区域。

5.根据权利要求4所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述平地区域中的其中一个区域的下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣的1：1：1的混合。

6.根据权利要求4所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述平地区域中的其中一个区域的下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣的1：1：1的混合土壤的基础上再间歇性的铺设砂岩，并在整个区域散落分布大小为5cm-30cm高的细粒玄武岩。

7.根据权利要求1所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述避障能力测试区包括下垫面为风化花岗岩、火山灰、火山渣三种材质混合的不规则区域。

8.根据权利要求7所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述避障能力测试区在区域内散布大小为50-60cm高的粗粒玄武岩，并间杂着小尺寸细粒玄武岩。

9.根据权利要求1所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述抗沉陷能力测试区包括内部覆盖为细沙的坡体。

10.根据权利要求9所述的一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，其特征在于，所述抗沉陷能力测试区的坡体的坡度为30度。

技术总结
本发明涉及一种面向火星巡视器行走能力测试的火星地面模拟场，包括：爬坡能力测试区，主要考察巡视器翻越不同下垫面和不同坡度斜坡的能力；平地行走越障能力测试区，主要测试巡视器在不同材质下垫面上行走及翻越障碍的能力；避障能力测试区，主要用来测试巡视器的行走避障能力；抗沉陷能力测试区，内部覆盖为细沙，用于测试巡视器在沙质区域的沉陷情况与脱陷能力。整个模拟场可以较为真实地模拟巡视器在火星上可能遇到的各种情况，为火星巡视器在其中进行各项地面实验提供了可能。与现有技术相比，本发明可以较为真实地模拟巡视器在火星上可能遇到的各种情况，为火星巡视器在其中进行各项地面实验提供了可能。

技术研发人员：童小华;许雄;冯亚炫;魏超;谢欢;许庆雨;陈鹏;刘世杰;柳思聪;冯永玖;王超
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2020.09.23
技术公布日：2021.01.12