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激动!我们在月球背面着陆了!首张近距拍摄月背影像图传回

云南网 2019-07-12


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今天上午10点26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。


此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆,首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。 


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2019年1月3日上午10点26分,中国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,成为人类首次在月球背面软着陆的探测器,首次实现月球背面与地面站通过中继卫星通信。嫦娥四号将对月球背面环境进行研究,对月球背面的表面、浅深层进行研究,进行低频射电天文观测等。


NO.1嫦娥四号如何降落在月球背面?


嫦娥四号动力下降(电脑合成示意图)


2018年12月8日发射后,嫦娥四号很快达到了第二宇宙速度,直奔月球而去。在经过6天的飞行之后,12月12日就来到了月球附近,并且实施了近月点“太空刹车“,并成功被月球的引力捕获,进入距月面平均高度约100公里的环月轨道。


2018年12月30日,在地面工作人员的遥控下,嫦娥四号又实施“太空刹车”,由距月面平均高度约100公里的环月轨道,成功进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的椭圆环月轨道,为择机着陆做准备。



2019年1月3日,在高度15公里的轨道上,嫦娥四号上的发动机反推刹车,减小轨道速度,进入动力下降阶段。由于月球上没有空气,只能采用火箭发动机反推的方式徐徐下降。


动力学下降阶段可分为以下步骤

1、通过主减速阶段使嫦娥四号轨道速度降低,并下降至8公里的高度;


2、通过快速调整期进入落月姿态;


3、在反推火箭发动机的托举下,逐渐下降高度至100米,稍作悬停,对着陆区域进行检测寻找安全的落点;


4、进入躲避障碍阶段,最后30米缓速落月。


相对于嫦娥三号,嫦娥四号着陆区地形复杂,难度更大。



在降落到目标区域后,着陆器和巡视器组合体要完成一系列步骤:着陆器太阳能帆板打开,着陆器转移机构解锁展开,巡视器太阳帆板、桅杆展开,巡视器移动到着陆器转移机构上,着陆器转移机构解锁、下降,巡视器从着陆器转移到月面,完成两器互拍后分别展开探测工作。

NO.2嫦娥四号降落在月球背面什么位置?


冯·卡门环形山位于月球背面的位置


嫦娥四号的着陆点位于月球背面南极的冯·卡门环形山(Von Kármán crater),冯·卡门环形山是一座巨大的古撞击坑,直径大约180公里,形成于约45.5亿-39.2亿年前,以著名的匈牙利裔美籍工程师西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán)的名字命名。值得一提的是,冯·卡门是钱学森的导师。在刚刚形成的时候,冯·卡门环形山内曾经流淌着岩浆,导致南部区域非常平坦。环形山中心区域有一个小山峰,该山峰与北部崎岖的地形相连。


NASA月球轨道勘测飞行器(LRO)拍摄的冯·卡门环形山


冯·卡门环形山位于更大的艾特肯盆地(Aitken basin)中,它以美国宇航员罗伯特·格兰特·艾特肯的名字命名。该盆地直径大约2500公里,深13公里,从坑底最深处到最高处落差大约16公里,这是太阳系内已知的最大、最古老的撞击坑。其90%的面积都分布在月球背面,只有一小部分在月球正面。该盆地保存了原始月壳的岩石,收集这个区域岩石的数据可以帮助科学家们更好地理解月球的组成,具有极高的科学研究价值。


艾特肯盆地盆地直径大约2500公里,相比之下,月球的直径仅3500公里可见其巨大。红色代表高海拔地区、蓝色为低海拔地区(伪彩图)


为了保证嫦娥四号平稳降落,着陆地点必须要足够平坦。此外,还要有适合的光照,冯·卡门环形山所在的纬度既能够保证有充足的光照,又不至于被炽热的阳光直射。由于是在月球背面着陆,在着陆器动力下降的过程中是无法与地球直接通讯的,要依靠“鹊桥”中继卫星进行信号转接工作。



月球背面与月球正面的地形有很大不同。在月球的正面,分布有大量的月海,占正面总面积的31%。月海并不是月球上的海洋,而是指月面上比较低洼的平原,就是用肉眼能够看到的那些黑暗色的斑块。阿波罗11号宇航员就在名叫“静海”的地方登陆。在月球背面则布满了大大小小的环形山,月海面积仅占1%。1968年,阿波罗8号宇航员William Anders在飞过月球背面时这样形容他看到的景象:月球的背面看起来就像是我家孩子们玩了一段时间的沙堆,到处坑坑洼洼,乱糟糟一片。

NO.3中国探月简史


中国嫦娥探月工程无人月球探测,分为“绕、落、回”三个阶段。



分为“绕、落、回”三个阶段

1、“绕”就是发射月球卫星,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”已经实现;

2、“落”就是在月球表面软着陆,“嫦娥三号”已实现在月球的正面软着陆,本次嫦娥四号实现了在月球背面软着陆,在月球背面开展科学探测工作,这在全球尚属首次。虽然是嫦娥三号的备份星,但却取得了多方面的创新;

3、“回”就是从月球表面采样返回地球,这样等待后续”嫦娥五号“和”嫦娥六号“去实现。




云南网(ID:yunnancn)综合自央视新闻、新华视点

编辑:杨昊


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