1月14日21時(shí)45分，遙遠的月宮再次傳來(lái)佳音，北京航天飛行控制中心精確控制嫦娥三號巡視器舒展“玉兔之手”——機械臂，對月壤成功進(jìn)行了第一次元素成分科學(xué)探測分析。

　　“玉兔之手”位于“玉兔”號月球車(chē)正面的五星紅旗圖案下方，是有一個(gè)“四肢三軸”的活動(dòng)機構。肢，猶如人的手臂；軸，是肢的連接點(diǎn)，如同手臂的關(guān)節。機械臂展開(kāi)后，最里面的關(guān)節只能左右移動(dòng)，中間的關(guān)節和末端的關(guān)節只能上下移動(dòng)，就像人的手臂和手掌繞關(guān)節一樣。

　　那么，“玉兔之手”是如何在地面控制下完成科學(xué)探測的呢？

　　“對機械臂的控制，主要依靠機械臂遙操作控制技術(shù)�！北本┖教祜w行控制中心總工程師周建亮介紹說(shuō)，“我們綜合考慮機械臂的構造特點(diǎn)和科學(xué)探測的各類(lèi)約束條件，建立了精確的控制算法模型，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的機械臂遙操作控制系統，能夠實(shí)現對機械臂毫米量級的精確控制�！�

　　據周建亮介紹，由于活動(dòng)維度限制和避障等因素的影響，要完成對一個(gè)目標點(diǎn)的探測，機械臂一次投放一般要經(jīng)過(guò)十幾步操作，而且每一步的投放角度都要經(jīng)過(guò)極其精密的計算。

　　北京航天飛行控制中心軌道室控制組組長(cháng)劉勇是機械臂遙操作控制技術(shù)的負責人。他結合自己多年軌道控制的經(jīng)驗，通過(guò)近一年的計算鉆研，自主建立了機械臂規劃控制正向求解算法、逆向求解算法和機械臂避障算法等3個(gè)算法模型，有效解決了機械臂精確控制和有效避障接近目標點(diǎn)的困難。

　　劉勇介紹說(shuō)，正向求解算法就是根據移動(dòng)角度大小，計算出能移動(dòng)到距目標點(diǎn)多遠處；逆向求解算法恰恰相反，就是根據目標位置，計算出需要移動(dòng)角度大小，只有兩相印證才能得到最佳的控制參數。而避障算法，是為了有效避開(kāi)本體和月面地形的干涉，以達到逐步逼近目標點(diǎn)10到30毫米的目的。

　　“機械臂末端的X射線(xiàn)譜儀是一個(gè)高精度的科學(xué)探測儀�！眲⒂抡f(shuō)，“如果不能有效避障，機械臂移動(dòng)時(shí)一旦碰觸到本體或者探測目標就會(huì )對探測儀器造成損害�！�

　　在遙操作廳，劉勇和榮志飛協(xié)同配合現場(chǎng)演示了機械臂的整個(gè)遙操作控制流程。大屏幕上，纖細靈巧的“玉兔之手”在榮志飛的精確操控下緩緩舒展，精確避障，最終到達預定位置。

　　據介紹，月壤探測只是月面工作段科學(xué)探測的一個(gè)開(kāi)始，后續還有更多的科學(xué)探測任務(wù)要依賴(lài)“玉兔之手”。(田兆運、祁登峰)