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关于开通“嫦娥奔月号”宇宙飞船的通知

宋星光 我们的太空 2019-09-23

请问嫦娥怎么奔月?


据我所知,她是被逢蒙所逼,无奈之下吃了西王母赐给丈夫后羿的两粒不死之药后飞到了月宫。



不不不!我们说的可是她:



她是2018年12月8日发射升空的嫦娥四号探测器。飞了四天左右,12月12日她顺利投入月球轨道中,开始围绕月球运行,进行了一系列动作测试。


▲ 2018年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


要落到月球上,可不是吃个仙丹就可以轻松实现的,整个操作要依靠地面大量工作人员的共同努力来实现。



升空后,嫦娥四号在他们手里实现中途修正,保持她以正确的姿态在正确的位置运行。虽然她已经飞到了大气层外,但她这时还处于地球轨道中,就是说她还在地球的怀抱中,要让她脱离我们这个“地球母亲”的控制,被月球吸引,此时就要进行近月制动。就是给高速运行的飞行器“刹车”,让她被月球引力捕获,运动轨迹变换成环月轨道。



围绕月球进行一系列测试工作,在适当的时机,就是12月30日,就要开始环月降轨,经过控制以后探测器就进入远月点100公里,近月点15公里的环月轨道。为了实现月背软着陆,可不能忘了一个角色,那就是中继星“鹊桥”,因为嫦娥四号探测器到达月球背面,信号就会被月球遮挡。



为了实现地球与探测器的通信,就要依托中继星来完成。在此时对中继星进行轨道维持,让它在halo轨道上正常运行,在一切准备就绪后就可以开始我们的操作了。


探测器进入月球背面,建立点火姿态,太阳翼收拢,转入着陆准备,动力下降开机……这一系列十多个操作后,嫦娥四号温柔落到月球背面,落月操作完成!这系列操作流畅,但其中也有着很大压力,虽然之前嫦娥三号也实现过软着陆,但是她的落区比较广,飞控精度要求并不算太高,即使错过,仍有机会再次降落。


▲ 1月3日10点26分,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。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。


相比之下嫦娥四号的落区范围就小了很多,为实现精准落在指定区域内,控制策略务必周到,制定控制参数的时候要引入并修正落点、时间偏差量,最终实现定时定点着陆,如若错过就只能去备选区域,时机稍纵即逝。



再看看降落姿态的不同之处,嫦娥四号目的地是有6000米深度的冯·卡门撞击坑,加上15公里的初始轨道高度,整体落差达到20公里,而且落区范围又小,所以缓冲时间短,降落轨迹就更显陡峭。


▲ 嫦娥四号着陆器拍摄的着陆点南侧月球背面图像


那么嫦娥是如何在月球活动的呢?


莫不是在广寒宫抱着玉兔看吴刚伐桂?



这是科学试验,并不是神话传说。嫦娥四号落月后所在的区域叫做艾特肯盆地,平稳落月后巡视器就会从着陆器之中分离出来,两个航天器在月面自然要留下照片来纪念这个历史时刻。随后它们便要按照地面指令做出活动了,所有这些关键步骤依托的就是北京航天飞行控制中心的遥操作。



航天器在月面上的任何动作都不是自发的,而是地面发送出指令,按照指令的要求来运动,它们的每一步都是经过审慎的策划和计算的。可以说嫦娥四号的一举一动都代表了工作人员的意志。以什么姿态、走向什么位置都是由众多数据连接而成的。


▲ 嫦娥四号探测器月球背面软着陆后降落相机拍摄的图像


北京航天飞行控制中心的工作人员特别精心设计了一个帮手:一键式规划,它是遥操作软件系统的一部分,就是专门为地面操控航天器运动提供支持,在它的作用下,可以根据航天器反馈信息做出处理和判断,将管理流程化,用很少的人就可以操作嫦娥的运动。


▲ 一键式规划团队


那么让嫦娥四号朝向哪个地方怎么走依靠什么来判断呢?


▲ 2019年1月3日22时22分,嫦娥四号着陆器与巡视器成功分离,玉兔二号巡视器(即月球车)顺利驶抵月背表面。


这个路线并不是随心所欲的,飞控人们要给她策划出一个最平稳、最有价值的路,走的路面临什么样的地形,如何让她完成既定的试验任务,怎么走才能保证自身安全,这些都要考虑得到。周到细致为她规划行走路线是保护她也是节约资源,最大化利用的必要条件。


▲ 嫦娥四号探测器动力下降过程示意图



原来嫦娥奔月并不是一个神话传说,也不是难以实现的美好梦想。


我们可以奔向从古至今神秘的月球,并揭开月球背面的面纱,这一切都有赖于祖国的强大和航天事业的进步!当昔日神话变成今日现实,这一群逐梦人还将继续在航天的路上奔驰,继续将中华民族的梦想不断化作现实!



· 嫦娥四号发射成功!目标:月球背面!

· 喜从天降!嫦娥四号探测器成功“刹车”!

· 鹊桥呼叫嫦娥四号:我在等你哦!


▋作者:宋星光

▋摄影:王泗江、张   硕

▋来源:我们的太空

▋编辑:王岳勇、李   鑫

▋邮箱:ourspace0424@163.com



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