1月3 日10時26分,, 嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面預(yù)選著陸區(qū),并在11點40分通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖,,揭開了古老月背的神秘面紗,。此次任務(wù)實現(xiàn)了人類探測器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信,,開啟了人類月球探測新篇章,。
嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)。落月過程中,,降落相機拍攝了多張著陸區(qū)域影像圖。
從探月工程2004年正式啟動以來,“嫦娥”奔月14載,,已歷經(jīng)“四戰(zhàn)四捷”,。而相比于前三位“姐姐”,嫦娥四號的這條奔月路,,更加不平凡,。從2018年5月21日“鵲橋”中繼星發(fā)射,嫦娥四號就已經(jīng)為探月做準備,,上月8日,,四號探測器被送上太空。在經(jīng)歷了27天的太空飛行后,,嫦娥四號探測器今天(3日)10點26分成功著陸在月球背面軟著陸,,正中月球背面東經(jīng)177.6度、南緯 45.5 度附近的預(yù)選著陸區(qū)靶心位置,。
嫦娥四號先是“一腳剎車”進入環(huán)月軌道,,緊接著進行變軌控制進入預(yù)定的月球背面著陸準備軌道,,再到今天的完美著陸,經(jīng)過了諸多考驗,。而它走過的每一步凝結(jié)得都是探月工程“創(chuàng)新”的智慧,。
有哪些黑科技為嫦娥四號保駕護航?
作為嫦娥三號曾經(jīng)的備份星,,嫦娥四號的設(shè)計與“三姐”一脈相傳,,尤其是今天的軟著陸,就是站在了“嫦娥三號的肩膀”上,。嫦娥四號落月過程繼承了嫦娥三號的技術(shù)成果,,全自主,通過本身的慣性導(dǎo)航加上月面的相對測量的導(dǎo)航,,來確定導(dǎo)航位置,,按照既定的這樣一個制導(dǎo)來實現(xiàn)。
不過與嫦娥三號在月球正面虹灣地區(qū)著陸時所劃下的那條“拋物線”不同,,嫦娥四號在距月面15公里到8公里時是傾斜下降,,但到了八公里以內(nèi),就開始垂直向下,,由于月背環(huán)境的復(fù)雜性和未知性,,要求四號探測器的著陸必須更精準,這也是此次嫦娥四號設(shè)計中的一個重要突破,。
2014年,,嫦娥三號月球車玉兔號在進入第二個月夜休眠前,出現(xiàn)了機構(gòu)控制異常情況,,如何讓月球車更“強壯”,,避免類似的情況發(fā)生,成為四號探測器設(shè)計過程中關(guān)注的焦點之一,。嫦娥四號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤州說,,在月夜和月晝高達300度的溫差下,還有月塵干擾,,裸露在外的電纜極易出現(xiàn)故障,。為此,他們在在電纜鉤掛,、摩擦方面就做了上千次試驗,,電纜裸露在外的面積也被減到最小。
嫦娥四號將在月球上大顯神通
2014年,,嫦娥三號月球車玉兔號在進入第二個月夜休眠前,,出現(xiàn)了機構(gòu)控制異常情況,如何讓月球車更“強壯”,避免類似的情況發(fā)生,,成為四號探測器設(shè)計過程中關(guān)注的焦點之一,。在月夜和月晝高達300度的溫差下,還有月塵干擾,,裸露在外的電纜極易出現(xiàn)故障,。為此,嫦娥四號在電纜鉤掛,、摩擦方面就做了上千次試驗,,電纜裸露在外的面積也被減到最小。
改造后的嫦娥四號月球車總重量只有140千克,,是目前的“世界最輕”,。但在它上面,卻有種類更多的科學載荷,。在月球背面的探測中,,這些載荷將各顯神通:
嫦娥四號探測器由著陸器和巡視器組成,共配置包括2臺國際合作載荷在內(nèi)的8臺有效載荷,,其中著陸器上安裝了地形地貌相機,、降落相機、低頻射電頻譜儀,、與德國合作的月表中子及輻射劑量探測儀等4臺載荷,;
巡視器上安裝了全景相機、測月雷達,、紅外成像光譜儀和與瑞典合作的中性原子探測儀,。這些儀器將在月球背面通過就位和巡視探測,開展低頻射電天文觀測與研究,,巡視區(qū)形貌,、礦物組份及月表淺層結(jié)構(gòu)研究,并試驗性開展月球背面中子輻射劑量,、中性原子等月球環(huán)境研究。
此外,,著陸器還搭載了月表生物科普試驗載荷,。嫦娥四號任務(wù)為中外科學家提供了太空探索的機會。
嫦娥四號還可以在月球開展深度探測,,從空間維度上獲取縱向剖面,,時間維度上,可以研究古老的物質(zhì)成分,,獲得很多新的信息,,也許有可能在這個區(qū)域獲取新的巖石、礦物類型。而且通過月球車行走路線,,可以獲取集地形地貌,、物質(zhì)成分、淺層結(jié)構(gòu)于一體的綜合地質(zhì)剖面,,這個剖面一旦建立起來,,在國際上是首創(chuàng),而且對整個區(qū)域地質(zhì)演化歷史,、演化細節(jié)有重大貢獻,。
嫦娥四號搭載的國際合作載荷也要開展的月面中子與輻射劑量、中性原子等月球表環(huán)境探測等方面研究,,將會探究宇宙輻射,、太陽風在月球表面的環(huán)境、和它們與月面物質(zhì)相互作用的情況,、還,,包括月面物質(zhì)成分的太空風化作用是如何影響。
回顧:中國探月之路
中國探月工程,,帶著中國人的探月之夢,,前赴后繼。11年前,,“嫦娥一號”飛天,;如今,“嫦娥四號”和“嫦娥五號”整裝待發(fā),。2004年,,發(fā)射的“嫦娥一號”是嫦娥工程第一顆衛(wèi)星,它圓滿完成了第一期“繞月”使命,。
嫦娥一號是中國的首顆繞月人造衛(wèi)星,,運行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。嫦娥一號繞月飛行一年,。嫦娥一號發(fā)射成功,,標志著中國成為世界第五個發(fā)射月球探測器的國家地區(qū)。
2010年,,嫦娥二號由長征三號丙火箭發(fā)射,。這是嫦娥一號衛(wèi)星的姐妹星。主要任務(wù)是獲得更清晰更詳細的月球表面影象數(shù)據(jù)和月球極區(qū)表面數(shù)據(jù),,衛(wèi)星上搭載的CCD照相機的分辨率達到十米左右,,所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將更加翔實。
嫦娥二號運行在距月球表面約100千米高的極軌道上,,設(shè)計壽命半年,,分辨率7米,。2011年8月25日,嫦娥二號首次從月球軌道出發(fā)飛赴日地拉格朗日2點進行科學探測,;2012年6月1日,,嫦娥二號又成功變軌,首次對圖塔蒂斯小行星進行近距離交會探測,。2014年7月,,已成為我國首個人造太陽系小行星的嫦娥二號與地球間距離達到了1億千米,為我國未來火星探測的測控通信奠定了基礎(chǔ),。
2013年12月,,嫦娥三號由長征三號乙改進型火箭送入地月轉(zhuǎn)移軌道。嫦娥三號由著陸器與玉兔號月球車組成,,12月14日,,在月面軟著陸,12月15日,,玉兔號月球車與嫦娥三號著陸器分離,,踏上月面。12月15日,,著陸器與月球車互相拍照,,它標著著嫦娥三號任務(wù)取得了圓滿成功,使我國成為世界第三個掌握落月探測技術(shù)的國家,。
嫦娥四號成功降落,,是中國航天歷史性的一刻,中國成為第一個登陸月球背面的國家,。對于探月工程總設(shè)計師吳偉仁來說,,這次成功只是我國未來航天強國建設(shè)路線圖的一個節(jié)點,飛天探索無止境,,太空逐夢正當時:按照我們的規(guī)劃,,躋身于航天強國的行列,2020年標志是什么呢,?一個是探月月球背面探測,,然后嫦娥5號月球采樣返回?;鹦翘綔y2020年開始,;2030年在月球上建立長期運行的無人值守科研站。