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“嫦娥四号”发射成功!开启人类首次月球背面软着陆探测之旅!

陕西二套融媒中心 陕西都市快报 2019-04-04



记者从国防科工局、国家航天局获悉:12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。


嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。


摄影:梁珂岩 弥向阳 史悦 吕炳宏


嫦娥四号任务的工程目标,一是研制发射月球中继通信卫星,实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信;二是研制发射月球着陆器和巡视器,实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。


摄影:梁珂岩 弥向阳 史悦 吕炳宏


嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。


摄影:梁珂岩 弥向阳 史悦 吕炳宏

嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施,包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙遥二十七运载火箭成功发射,进入环地月拉格朗日L2点使命轨道,目前状态正常。


此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。


摄影: 吕炳宏


揭秘:嫦娥四号的五大非凡之处


相信不少“航天迷”朋友们心中存有个疑问

嫦娥四号是不是嫦娥三号的备份或者复制品?


据抓总研制嫦娥四号探测器的中国空间技术研究院(以下简称“研究院”)的科研人员介绍,备份的确是嫦娥四号原本的使命,但在“三姐”圆满完成任务后,四妹”被赋予了新的担当——实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。可以说,这是一次真正意义上的首飞,也随之带来了一系列的新问题、新挑战。为此,研究院科研人员精心设计与研制,使嫦娥四号“脱胎换骨”,成为与“三姐”不同的全新的航天器。备份变首飞,让我们通过五大不同来领略嫦娥四号的非凡之处。



科 学 目 标 不 同



嫦娥三号任务的科学目标是“测月、巡天、观地”,即开展月球形貌与地质构造调查,开展月表物质成分和可利用资源调查,进行月球内部的结构研究和日-地-月空间环境探测与月基天文观测。



而嫦娥四号任务的科学目标都是在月球背面完成的,包括实现月基低频射电天文观测,月球背面巡视区形貌、矿物组份探测和月球背面巡视区浅层结构探测。“因为没有别的探测器到过月球背面,所以不论是探地形还是探月壤成分,应该都是人类第一次获得一手数据”,嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。


工 程 目 标 不 同



通过实施重大航天实践推动工程的进步,是中国航天跨越发展的重要途径和经验,月球探测工程更是如此。嫦娥三号任务的工程目标有三个:突破月面软着陆、月面巡视勘察;研制月面软着陆探测器和巡视探测器,建立地面深空站;建立月球探测航天工程基本体系,形成重大项目实施的科学有效的工程方法。习近平总书记评价:“嫦娥三号任务圆满成功,为我国航天事业发展树立了新的里程碑,在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度!”



站在这样的起点上,嫦娥四号向着更高的山峰攀登,将任务的工程目标锁定在两个“首次”:国际上首次实现月球背面软着陆和巡视勘察;首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数传中继。


有 效 载 荷 不 同



嫦娥四号与嫦娥三号的身形和“骨架”相同,携带的装备却大为不同。

嫦娥三号携带的有效载荷大致可以分为三类:第一类是用来观察月球的。主要设备包括全景相机、地形地貌相机、测月雷达等;第二类是用来观测宇宙的。主要由月基光学望远镜承担;第三类是用来观察地球周围的等离子层,各有各的用处,相互配合。



嫦娥四号即将降落的月球背面,对于不少科学研究来说具有天然的优势。“月背非常‘干净’,可屏蔽地球无线电干扰”,嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。因此,根据着陆区域和科学目标的变化,科研人员对嫦娥四号携带的科学载荷做了很大的调整,把8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。着陆器携带地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪等四台有效载荷和一台生物科普载荷,巡视器上共携带全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等4台有效载荷。值得一提的是,嫦娥四号探测器携带了2个“国际范儿”的有效载荷,分别由德国和瑞典研制。


着 陆 环 境 不 同



嫦娥三号着陆区是月球正面的虹湾。那里布满了月海玄武岩,地势较为开阔、平坦,位于大型撞击坑、月海、高地(山脉)交汇地区,有利于科学勘察目标的选择,当然也有利于与地球的通信联系。



据探测器系统项目产品保证经理吴学英介绍,嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极一个叫冯·卡门撞击坑的地方,这里着陆区面积比虹湾地区小了许多,因为月球背面山峰林立,大坑套小坑,很难找出再大一些、平坦一些的地方,供嫦娥四号安身。因此,嫦娥四号着陆器在凸凹不平“巴掌大”的地方软着陆,需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。


通 信 方 式 不 同


不论人类的探测器飞到多远,都需要深空测控通信系统作为联络的“纽带”。由于深空任务周期长、通信时延大、链路带宽有限、信号微弱等原因,使得深空测控通信实现起来更为困难,无论对星上设备还是对地面设备等都带来新的挑战。对于落在被月球遮挡、没有任何通信信号地方的嫦娥四号来说,通信显得难上加难。它无法向嫦娥三号那样直接和地球上的亲人们取得联系,“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”中继卫星的肩上。



通过早先发射并成功架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星,实施与地面的通信信号“接力”,嫦娥四号才得以与地球保持联络。


除了以上五大不同,研制队伍聚焦新任务、新环境、新状态、新风险,从轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行了系统设计,突破一系列必须解决的关键技术,同时制定了符合任务特征的故障预案,全力铸就嫦娥四号非凡之旅。


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新闻来源:人民日报、中国空间技术研究院

本期编辑:高磊

值班主任:张旭辉、邓博、林应乾

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祝福嫦娥四号

祝福中国航天

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