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嫦娥四号首降月背难度有多大

时间: 2019年01月04日11时58分

  人类第一次!1月3日,中国研制的嫦娥四号探测器成功降落在月球背面,实现了人类历史上与月球背面的第一次“亲密接触”。据《环球时报》记者了解,之所以月球背面如此人迹罕至,就在于这里的特殊环境让探测器登陆难度极大增加。相比于六年前嫦娥三号的那次月球正面着陆,嫦娥四号这次堪称“盲降”。

  难在哪里?

  3日10时15分,科技人员在?#26412;?#33322;天飞行控制?#34892;?#21457;出指令,嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,7500N变推力发动机开机,逐步将探测器的速度从相对月球1.7公里每秒降到零。在6-8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;选定相?#20113;?#22374;的区域后,开始缓速垂直下降。约690秒后,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门?#19981;?#22353;内。落月过程中,降落相机拍摄了多张着陆区域影像图。

  据介绍,嫦娥四号首选着陆区为月球南极-艾特肯盆地。与嫦娥三号平坦的虹湾着陆区相比,艾特肯盆地的地形崎岖得多。相关数据显示,虹湾着陆区的地形起伏仅800米,而艾特肯盆地的地形起伏达到6000米,而?#39029;?#28385;大大小小的?#19981;?#22353;。这就对探测器着陆区?#38590;?#25321;和着陆精度提出更高要求。

  嫦娥四号探测器系统总设计师孙泽洲介绍说,嫦娥三号的着陆轨迹是一条抛物线,而为?#35270;?#36825;次着陆区域的崎岖地形,嫦娥四号采取了近乎垂直的着陆轨迹,以准确测量自身所处的高度。

  嫦娥四号这次任务的另一大难点是着陆区在月球背面,使探测器无法同地球直接通信,必须通过中继星“?#30331;擰?#36827;行中继。尤其是在下降过程中,着陆器也不能对地直接通信,只能通过中继星进行操作。所有信息传输都需要在“?#30331;擰?#30340;中转下完成,无疑极大增加了落月任务的风险。

  据介绍,这个中转过程会产生60秒左右的时间差,而整个落月过?#25506;?#26377;600秒左右,落月速度又十分快,如果通过地面人工干预的方式让嫦娥四号安全落月,那么等地面指令发送过去,它的状态已经跟指令发出时完全不同了。因此嫦娥四号只能通过提前输入的落月信息,在测距测速等设备的帮助下自主导航落月。对地面人员?#27492;擔?#36825;个过?#25506;?#20046;“盲降”。为?#20048;?#22312;最紧张、不可逆的月球背面着陆过程中“?#30331;擰背?#29616;问题影响数据上传,这次特意设计?#25628;?#26102;数据注入功能,就是提前?#23721;?#27880;入着陆器计算机的数据发送到着陆器上的某个地方暂存,这个数据包带有时间标签,待到着陆器上的时间和该标签相同时,数据便自动注入。

  为何要去月球背面

  既然降落在月球背面的难度如此之大,那为什么嫦娥四号还要去呢?#22353;?#20110;月球自转周期和公转周期相等,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,所以我们在地球?#29616;?#33021;看见月球的正面,而背面永远看不见。各种月球探测器拍摄的月球照片显示,月球背面这张“面孔”并不漂亮,是一张“麻子脸”,陨石坑数量比月球正面要多得多,放眼望去随处可见,密密麻麻。月背的“皱纹”也多,布满沟壑、峡谷和悬崖,而月球正?#23270;嘍云?#22374;的地方比较多。此外,月球背面还?#27465;觥?#21402;?#31216;ぁ保?#23427;的月壳从整体来讲?#26085;?#38754;要厚。究竟是什么原因导致月壳厚度不一样,众说纷纭,是天?#38590;?#30028;的一个未解之谜。

  中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖介绍说,从上世纪50年代,发射到月球的探测器,有100多次。但从着陆就位探测?#27492;擔?#26376;球背面一次都没有。因此嫦娥四号的这次降落,将开创人类历史的第一次。

  嫦娥四号在月球背面降落,还有更多科学目的。据介绍,月球分为三大地体,即克里普岩地体、?#32972;?#39640;地岩地体、艾特肯盆地地体。前两个地体,美国、前苏联都着陆巡视探测过,只有艾特肯盆地地体没有近距离就位探测过,因此这块区域目前就近距离巡视探测而言,属于处女地,在科学上会有很多新发现。

  到月球背面还有一个非常重要的原因,即开?#27807;?#39057;射电天文观测,这一目标应该说天?#38590;?#23478;梦寐以求,可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。由于屏蔽作用,在地面上无法开?#27807;?#39057;射电的观测。而地球磁环境的影响,使月球正面开?#27807;?#39057;射电观测效果也不?#32531;謾?#24688;恰由于月球背面的磁环境非常干净,没有来自地球的无线电波干扰,是进行射电天文观测的最佳场所,如果能利用这一自然地形架设天文望远镜,就好像?#36873;?#22825;文台”搬到了月球背面。

  定了!嫦娥四号月球?#21040;小?#29577;兔二号”

  《环球时报》记者从国家航天?#21482;?#24713;,嫦娥四号任务月球车全球征名活动于3日揭晓,月球?#24471;?#21517;为“玉兔二号”。3日10时26分嫦娥四号成功着陆月球背面,随即着陆器与巡视器分离,开始就位探测和巡视探测。

  嫦娥四号着陆器与巡视器顺利分离后,“玉兔二号”驶抵月球表面。着陆器上监视相机拍摄的“玉兔二号”在月背留下第一道痕迹的影像?#36857;?#36890;过中继卫星顺利传回地面。

  据介绍,嫦娥四号由着陆器和巡视器组成,共配置包括两台国际合作载荷在内的8台有效载荷,其中着陆器上安装了地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱?#24688;?#19982;德国合作的月表中子及辐射剂量探测仪等4台载荷;巡视器上安装了全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和与瑞典合作的?#34892;?#21407;子探测?#24688;?#23270;娥四号搭载的这些先进科学仪器将在月球背面通过就位和巡视探测,开展一系列研究。▲马 俊

稿件来源: 环球时报
编辑: 木子
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