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嫦娥四号成功奔月!中大研发的“魔镜”在太空上准备好了

中山大学 2020-02-09

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。这颗中继星携带了由中国科学院院士、我校校长罗俊团队研制的激光角反射器,并计划明年初进行人类首次超过地月距离的激光测距实验,迈出引力波探测“天琴计划”的实操第一步。


 (来源:新华社)


中大用三年时间研发激光角反射器


5月21日早5时28分,“鹊桥”号中继卫星成功发射升空,与嫦娥四号月球背面软着陆探测器提供月地间的中继通信。


 

▲“喜鹊开屏”(来源:人民日报)


“经过三年多时间的研发,激光角反射器终于成功升空了。”当时在西昌卫星发射中心见证火箭发射过程的我校天琴引力物理研究中心副研究员刘祺激动地说,早在2015年,我校开始布局研制激光角反射器,进行激光测距试验。


在天琴引力物理研究中心可以看到,激光角反射器就像一面“魔镜”,由三片精密加工的镜片组成,通过特殊的工艺粘接而成,有效口径达到170mm,粘接误差需要控制在百万分之二弧度以内,以配合地面大口径望远镜进行地球和中继星之间的激光测距。


 

▲激光角反射器(来源:南方日报)


“通过这面‘魔镜’的三片镜片的反射,来自地面测距台站的激光束将原路返回发射点。”天琴引力物理研究中心教授叶贤基介绍,今年1月团队与云南天文台合作实现了地月之间激光测距,约38万千米。明年初测试中继卫星与地球之间的距离,约45万千米,将实现人类首次超过地月距离的纯反射式激光测距实验


嫦娥四号奔月,肩负着亿万中华儿女的探月飞天梦想


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。


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。


为增进国际交流与合作,扩大开放共享,嫦娥四号任务中,与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作,搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等国内高校研制的科学技术试验项目。


实施探月工程,是党中央高瞻远瞩,着眼我国社会主义现代化建设全局,根据世界科技发展大势,为推动航天事业发展、促进科技进步和创新、提高综合国力作出的重大战略决策。自2004年正式启动以来,中国航天坚持创新驱动发展,探月工程已经取得“四战四捷”。2007年,嫦娥一号任务实现绕月探测,实现了中华民族千年奔月梦想;2010年,嫦娥二号成功发射获得国际最高的7米分辨率全月图和月球虹湾地区1.5米高分辨率局部影像图,飞至150万公里远的日地拉格朗日L2点进行环绕探测,此后对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行高精度飞越探测,不断刷新中国高度;2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,探月工程“绕、落、回”三步走的第二步战略目标全面实现,嫦娥三号着陆器成为了在月球表面工作时间最长的人造航天器;2014年,再入返回飞行试验任务圆满成功,突破和掌握了航天器以接近第二宇宙速度再入返回关键技术,对我国月球及深空探测乃至航天事业的持续发展具有重大意义。探月工程各项任务的连续成功,开启了中国人走向深空、探索宇宙奥秘、增进人类福祉的时代。


2014年,嫦娥三号任务圆满完成后,国防科工局牵头组织开展了嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作。综合考虑国际前沿、科学价值、经济和技术可行性等因素,最终确定了月球背面软着陆和巡视探测的总体方案。月球背面具有独特的电磁场环境和地质特征,特别适合开展低频射电探测等空间天文学研究和月球物质成分探测等科学研究,同时,月球背面着陆探测尚属国际空白,有利于增进人类对宇宙未知奥秘的认知。


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。


一张图了解“嫦娥家族”


自2004年以来,探月工程已成功实施四次任务,“嫦娥家族”都有哪些成员?都有哪些本领?一张图揭开“嫦娥家族”神秘面纱。


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(来源:中国航天日)





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来源:新华社、南方日报、中国航天日、官微往期推送

整理:唐艳丽

责任编辑:唐艳丽

初审:李劲峰、陈凌

审核发布:陈建洪


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