12月8日凌晨02:14-02:36,我國將在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征三號(hào)乙改進(jìn)型運(yùn)載火箭發(fā)射嫦娥四號(hào)的著陸器和巡視器(月球車),搭載荷蘭、德國、瑞典、沙特阿拉伯等國的科學(xué)載荷,對(duì)月球背面南極艾特肯盆地開展著陸巡視探測,實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。
此外執(zhí)行嫦娥四號(hào)探測器發(fā)射海上測量任務(wù)的遠(yuǎn)望三號(hào)、遠(yuǎn)望七號(hào)航天遠(yuǎn)洋測量船也將在海上展開一場接力賽,他們將聯(lián)袂完成關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的海上測控任務(wù)。
“嫦娥四號(hào)”小貼士
嫦娥四號(hào)衛(wèi)星簡稱嫦娥四號(hào),或稱“四號(hào)星”,是嫦娥繞月探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造繞月探月衛(wèi)星,主要任務(wù)是接著嫦娥三號(hào)著陸月球表面、繼續(xù)更深層次更加全面地科學(xué)探測月球地質(zhì)、資源等方面的信息,完善月球的檔案資料。
2016年1月14日,中科院探月總體部負(fù)責(zé)人介紹,相關(guān)專家學(xué)者用了一年半的時(shí)間進(jìn)行了論證,計(jì)劃把“嫦娥四號(hào)”降落在月球背面。因月球有一面永遠(yuǎn)背朝地球,這一面又被戲稱為“月之暗面”。
為了這項(xiàng)人類首次奔向月球暗面的計(jì)劃,嫦娥四號(hào)在嫦娥系列基本結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上,開啟了“魔鬼升級(jí)”。
嫦娥四號(hào)月球車的突破與挑戰(zhàn)
(嫦娥四號(hào)任務(wù)月球車外觀設(shè)計(jì)構(gòu)型)
1.著陸方式:近乎垂直降落突破導(dǎo)航控制技術(shù)
相較于月球正面,月球背面的地形則更為復(fù)雜,隕石坑更多,地勢起伏更大,因此嫦娥四號(hào)不能像嫦娥三號(hào)那樣以弧形軌跡緩慢著陸,為了不撞到峭壁,必須采取近乎垂直的降落方式。由于目前人類對(duì)于月球背面情況所知甚少,此次登月的難度更甚以往,因此著陸器還需具備很高的自主導(dǎo)航和避障功能。“四號(hào)星”本次任務(wù)的實(shí)施,將突破復(fù)雜地形環(huán)境條件下的導(dǎo)航控制技術(shù),是一次工程技術(shù)和空間科學(xué)的雙重創(chuàng)新。
2.通訊方式:通過“鵲橋”中繼星與地面通訊
(嫦娥四號(hào)中繼星“鵲橋”示意圖)
由于月球整體的阻擋,月球背面成為與地面通信和測控的禁區(qū)。“鵲橋”中繼星目前工作在地月拉格朗日L2點(diǎn)使命軌道,“鵲橋”將承擔(dān)兩大任務(wù):一是遙測與遙控航天器,二是負(fù)責(zé)地球和嫦娥四號(hào)之間的信號(hào)傳輸。
3.工作時(shí)間:提升整體可靠性月夜也開展工作
和嫦娥三號(hào)“玉兔號(hào)”的月夜休眠策略不同,嫦娥四號(hào)月球車在月夜也要開展工作。月球一個(gè)月夜的時(shí)長相當(dāng)于地球的14天多一點(diǎn),且晝夜溫差極大可達(dá)300℃左右,航天器裸露在外的電纜極易出現(xiàn)故障。因此在電纜摩擦方面進(jìn)行了上千次實(shí)驗(yàn)之后,科研人員對(duì)月球車進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn),提升了其整體可靠性。
4.能源供給方式:同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術(shù)結(jié)合
嫦娥四號(hào)將采取新的能源供給方式——同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術(shù)結(jié)合,也就是兩面太陽翼收集的太陽能和月球車上的同位素?zé)嵩磧煞N能源供給。
當(dāng)月夜來臨,同位素?zé)嵩磳閮x器設(shè)備供熱,保證航天器在-180℃的環(huán)境中不被凍壞,安然度過寒冷漫長的月夜。
5.世界上重量最小的月球車壽命或長于“玉兔號(hào)”
嫦娥四號(hào)月球車總重量140千克,是世界上重量最小的月球車。據(jù)了解,嫦娥三號(hào)著陸器和“玉兔號(hào)”月球車的壽命實(shí)際上遠(yuǎn)超預(yù)期(“玉兔號(hào)”設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)月,實(shí)際上它在月球上工作了972天)。
(北京中國科技館展出的嫦娥三號(hào)月球探測器模型)
同“玉兔號(hào)”一樣,嫦娥四號(hào)月球車預(yù)計(jì)壽命也是3個(gè)月,運(yùn)行時(shí)間或比“玉兔號(hào)”更長。
“嫦娥四號(hào)”探月背后的意義
這次“嫦娥四號(hào)”背負(fù)著勘探艾特肯盆地——馮·卡門隕石坑的重要使命,是一次前所未有的太空探秘旅程。
這個(gè)直徑達(dá)180公里的隕石坑,被認(rèn)為是月球最古老的撞擊特征。而此次勘探,會(huì)為我們了解月球、地球、太陽系的演化提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)和線索,是人類探月史上一次著陸月球最遠(yuǎn)端的極限挑戰(zhàn),更會(huì)豐富之后計(jì)劃發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”數(shù)據(jù)樣本庫。
除了勘探任務(wù),著陸器此次還會(huì)進(jìn)行第一次月球暗面低頻射電天文學(xué)實(shí)驗(yàn);開展觀察植物是否會(huì)在月球低重力環(huán)境中生長的調(diào)查;有望探測出國際上第一幅月背剖面圖;探測月球兩極是否存在水資源和其他相應(yīng)資源等等,可謂是新一輪關(guān)于月球資料的“大起底”。
浩浩蕩蕩的嫦娥家族介紹
嫦娥,是中國古老神話里居住在月亮廣寒宮中的仙子,手撫玉兔肩披綢紗,古本《淮南子》中尚有“托身于月,而為月精”八字,現(xiàn)今人們更是將團(tuán)圓和滿的意項(xiàng)加諸其上,也使得“月亮”在中國百姓的心里多了一份有別于天文衛(wèi)星的感性。
——中國人不能止步于月球,還要繼續(xù)奮斗;中國人應(yīng)該飛得更遠(yuǎn),也有能力飛得更遠(yuǎn)。
“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)的這句話,不僅是對(duì)此次嫦娥四號(hào)探月任務(wù)的鼓勁,更是對(duì)中國天文事業(yè)的信心和肯定。
這位中國月球探測工程首席科學(xué)家,在中國強(qiáng)勁國力的支持下,在科學(xué)家們堅(jiān)持創(chuàng)新的奮斗中,說出的這句話擲地有聲,鏗鏘有力,是所有中國人的目標(biāo),也是所有航天人的底氣。
(來源:西昌發(fā)布微信公號(hào))