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嫦娥四号探测器顺利升空!奔月又上“新剧”,“前情”精彩你还记得吗?

解放军报 2022-06-19


▲嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心成功发射。梁珂岩摄


8日2时23分,西昌卫星发射中心,“嫦娥四号”顺利升空。11年前,中国首颗绕月人造卫星“嫦娥一号”奔向太空。今天,“嫦娥四号”带着中国人的探月之梦,再次踏上星辰大海的征途。


早在1994年,我国就进行了有关探月活动必要性和可行性的相关研究。经过反复研究论证,2004年,中国的探月工程正式立项,并被命名为“嫦娥工程”。这是中国第一次离开地球轨道,飞向另一颗星球的计划。



按照工程规划,“嫦娥工程”分为“绕”“落”“回”三步走。即依次完成绕月探测、落月探测无人采样返回。目前,一期、二期任务,也就是“绕”和“落”的目标已经圆满实现。第三期工程成为关键。



 嫦娥一号:中国人从来没有走过那么远 


▲ 2007年10月24日18时05分,“长征三号甲”运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星在西昌卫星发射中心顺利升空。王泗江 摄


2007年10月24日,“嫦娥一号”从西昌卫星发射中心升空。“嫦娥一号”是我国首颗绕月人造卫星。出于稳妥考虑及工程需要,首次任务卫星没有直接飞向月球,而是先绕地球飞行一星期。10月31日,嫦娥一号经过112小时飞行,行程206万公里,最终进入月球轨道。


▲ “嫦娥一号”探月卫星。


与它一起奔月的,还有包括《歌唱祖国》《爱我中华》《但愿人长久》在内的30首歌曲、戏曲片段以及《义勇军进行曲》《东方红》2首特别选用歌曲。2007年11月26日,“嫦娥一号”开始在环月轨道上“歌唱”,人们能够通过电视和广播收听来自38万公里之外的美妙歌声。



在央视直播的《拥抱月球》节目中,主持人请孙家栋、栾恩杰两位总工程师点歌,两人稍加商量,异口同声:“我们两个点《歌唱祖国》。”当“五星红旗迎风飘扬”的歌声传来,节目现场掌声雷动


2007年11月26日9时40分许,中国首次月球探测工程第一幅月面图像正式发布。


▲国务院新闻发布会现场,中国首次月球探测工程第一幅月面图像正式对外发布。


▲中国首次月球探测工程第一幅月面图像。


2009年3月1日16时13分,“嫦娥一号”卫星在控制下成功撞击月球。中国探月一期工程完美落幕。


从发射升空开始,嫦娥一号卫星累计飞行494天,获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚度等一系列科学研究成果,圆满实现工程目标和科学目标,为我国月球探测后续工程和深空探测奠定了基础。


 嫦娥二号:已成为太阳系的小行星 



2010年10月1日18时59分,在西昌卫星发射中心,“嫦娥二号”成功发射。“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星。“嫦娥一号”成功完成绕月任务后,经论证,“嫦娥二号”成为“嫦娥三号”落月任务的先导星。“嫦娥二号”主要是用作试验、验证部分新技术和新设备,降低往后工程的风险,同时深化月球科学探测。


嫦娥二号


“嫦娥二号”表现十分优异:获得世界首幅分辨率为7米的全月图;为嫦娥三号验证了部分关键技术;在拓展试验中首次从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日L2点进行科学探测;在距地球700万公里处实现了对图塔蒂斯小行星的飞越交会探测。




目前,“嫦娥二号”卫星已经成为太阳系的小行星,围绕太阳做椭圆轨道运行,大约会在2020年前后回到地球附近。


 嫦娥三号:五星红旗首次出现在月球表面 



还记得那个全宇宙最浪漫的“兔子”吗?2013年12月15日,“嫦娥三号”带着“玉兔号”月球车抵达月球,一路牵动着国人的心。在后续的时间里,“嫦娥三号”着陆器和“玉兔号”月球车成功分离,开展的科学探测活动获得了大量数据,这是中国航天器首次在地外天体实现软着陆。


▲两器互拍。


“嫦娥三号”在月工作期间,通过全景相机、地形地貌相机、测月雷达、月基光学望远镜、极紫外相机等8个科学设备对月球、宇宙和地球进行科学观测,获得大量宝贵的科学数据。



“玉兔号”搭载着一部测月雷达,完成了人类历史上首幅月球地质剖面图,揭露了月球雨海区域火山演化的历史,也展现了月球表面以下330米深度的地质结构特征,而且还在月球上发现了新的玄武岩类别。“嫦娥三号”与“玉兔”配合,首次发现了月球上没有水的直接证据。


▲地形地貌相机拍摄的着陆器周边360°范围的全景镶嵌影像图,采用方位投影方式表达(2013年12月17日至12月18日摄)


尽管发生过故障,“玉兔号”还是顽强地工作了2年9个月,圆满完成了任务。向大家“道别”后,永远留在了月球上。作为中国在月球上留下的第一个印记,“玉兔号”深受网友喜爱。希望这个中国航天历史上的“功臣”,会在某一天被带回地球。


“嫦娥五号”T1试验器:低调的探路先锋 


▲“嫦娥五号”t1试验器发射现场。


“嫦娥三号”发射成功不到一年,2014年10月24日,我国又向月球发射了一颗卫星——绰号“小飞”的“嫦娥五号T1试验器”。一看名字就知道它与“嫦娥五号”有关系。然而,长期以来“小飞”的存在感始终略低,但它作为探月工程三期再入返回飞行试验器在中国探月史上的地位绝对不可动摇。


▲“小飞”长这样。


2014年11月1日,绕月球一周后的“小飞”在距离地面5000公里的高度将返回舱“抛”回地面。“小飞”返回舱由原西安卫星测控中心着陆场站成功回收,探月工程三期再入返回飞行试验圆满成功。


▲“小飞”返回舱由原西安卫星测控中心着陆场站成功回收。


你以为“小飞”的使命就这么完了吗?NO!返回舱返回后,服务舱绕地球抬升再次返回月球,默默地开始为后来者们“打前站”。其中包括:小飞拍的这张地月合影就是现在的“鹊桥”视角;验证了“鹊桥”中继星的轨道技术;验证了嫦娥五号的绕月轨道;为未来的嫦娥四号和嫦娥五号都找好了最舒服的“落脚点”……默默耕耘,承前启后,只为五星红旗在更遥远的深空飘扬。


 “鹊桥”:让月背与地面“零距离” 



众所周知,我们只能看到月球的正面,月球背面一直是测控与通信的“禁区”。由于“嫦娥四号”将首次实现人类首次月球背面着陆探测,所以必须要借助一枚中继星搭建起联通地面与月球背面的通信桥梁。


▲嫦娥四号中继星工作原理。


2018年5月21日,“嫦娥四号”的通信先锋——鹊桥中继星在西昌卫星发射中心正式踏上征途。


▲“鹊桥”升空现场,长四丙火箭首次在西昌卫星发射中心登场亮相。


2018年6月14日,“鹊桥”成功实施轨道捕获控制,进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。“鹊桥”实现了前无古人的壮举,宁静的月球背面终于有机会迎来第一个来自地球的访客。


▲跟随“鹊桥”共同启程的龙江二号拍摄到的地月合影。


 嫦娥四号:到月球的背面去 


▲嫦娥四号任务简介。


刚刚发射的“嫦娥四号”由着陆器和巡视器(月球车)组成,月球车基本继承了“玉兔号”的状态。在此基础上,针对月球背面复杂的地形条件、中继通信的新需求等实际需要,作了适应性更改和调整,其性能、着陆方式、工作状态等有一定的区别。


▲嫦娥四号月球车外观设计构型。


着陆方式:近乎垂直降落突破导航控制技术


相较于月球正面,月球背面的地形更为复杂,陨石坑更多,地势起伏更大。因此,“嫦娥四号”不能像“嫦娥三号”那样以弧形轨迹缓慢着陆,为了不撞到峭壁,必须采取近乎垂直的降落方式。


由于目前人类对于月球背面情况了解较少,着陆器还需具备很高的自主导航和避障功能,能自主寻找地势相对平坦的地区进行着陆。任务的实施,将突破复杂地形环境条件下的导航控制技术。


▲嫦娥四号着陆器外观设计构型。


通讯方式:通过“鹊桥”中继星与地面通讯


由于月球整体的阻挡,月球背面成为与地面通信和测控的禁区。“鹊桥”中继星目前工作在地月拉格朗日L2点使命轨道,“鹊桥”将承担两大任务:一是遥测与遥控航天器,二是负责地球和嫦娥四号之间的信号传输。


工作时间:提升整体可靠性月夜也开展工作


和“玉兔号”的月夜休眠策略不同,嫦娥四号”的月球车在月夜也要开展工作。月球上,由于自转周期与地球不同,一个月夜的时长相当于地球的14天多一点。昼夜温差极大可达300℃左右,因此航天器裸露在外的电缆极易出现故障。基于前车之鉴,科研人员进行了优化与改进,提升了月球车的整体可靠性。


能源供给方式:同位素温差发电与热电综合利用技术结合


嫦娥四号将采取新的能源供给方式——同位素温差发电与热电综合利用技术结合,也就是两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。当月夜来临,同位素热源将为仪器设备供热,保证航天器在-180℃的环境中不被冻坏,安然度过寒冷漫长的月夜。


世界上重量最小的月球车寿命或长于“玉兔号”


嫦娥四号月球车总重量140千克,是世界上重量最小的月球车,小而且还很可靠。“嫦娥三号”着陆器和“玉兔号”月球车的寿命实际上远超预期。同“玉兔号”一样,“嫦娥四号”月球车预计寿命也是3个月,运行时间或比“玉兔号”更长。


长期以来,很多国家都想去月球背面看看,始终尚未实现。“嫦娥四号”将是人类历史上第一个踏足月球背面的航天器,首次提供月球背面空间科学研究平台,在任务过程中还将第一次实现人类航天器在地月拉格朗日L2点进行地月中继通信。相比“嫦娥三号”任务,“嫦娥四号”将更深层次、更全面,意义重大。


让我们拭目以待!


军报记者微信发布

综合:新华社、军报记者微博微信、我们的太空微信;

编辑:葛志强;

编审:张华婧;

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