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嫦娥四号月球探测器成功升空 人类首次月球背面软着陆和巡视勘察

        【黑武士科技网】

  今天凌晨2点23分,西昌卫星发射中心,万众瞩目的嫦娥四号月球探测器成功发射升空。政知道等到深夜,看到发射画面,还是觉得非常值得。这次发射意义特殊,我国利用长征三号乙改进型运载火箭发射嫦娥四号的着陆器和巡视器(月球车),将对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测,实现人类月球背面软着陆和巡视勘察。

  “升级版”火箭承担发射任务

  在哪里发射?

  看到画面,可能有读者首先问出这个问题。西昌卫星发射中心是在四川省凉山彝族自治州境内,嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号中继星都是在这里发出。如今,嫦娥四号探测器也从这里升空,开启探测月球背面的旅程,这是西昌卫星发射中心迎来的今年第16次航天发射任务。

  △西昌卫星发射中心

  大家在发射现场的画面中能够看到承担此次任务的长征三号乙改进型运载火箭。

  这里介绍一下,长征三号乙火箭主要用于发射地球同步转移轨道卫星,它与长征三号甲、长征三号丙火箭构成了长征三号甲系列火箭,这个系列是航天高密度发射的主力火箭。

  大家在画面中看到的是长征三号乙改进型运载火箭,是长征三号乙火箭的升级版,性能更强。

  而且,因为要在月球上软着陆,嫦娥四号着陆器设计了“四条腿”,设计师们还为其量身定制了一个高支架,让它能够稳稳地“坐”在火箭上。

  看完了火箭升空,接下来最引起关注的画面就是“器箭分离”,也就是火箭和嫦娥4号的分离。这个画面很是震撼,不可错过。

  嫦娥四号的任务

  因为月球自传和围绕地球公转的周期相同,数百万年来,人类只能在地球上仰望月球的“正面”,月球“背面”却始终蒙着一层神秘面纱。目前了解的情况是,月球两面有显着不同:正面有许多巨大的月海(即月面上的低洼平原),约占总面积的31.2%;另一面则有密集的陨石坑,只有约2.5%的面积被月海覆盖。

  嫦娥四号的主要任务包括建立和使用深空测控网进行测控通信,实现月球软着陆、月面巡视等重大突破,开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分、月球内部结构、地月空间与月表环境等探测活动,建成基本配套的月球探测工程系统。

  嫦娥四号的任务一,是对月球背面,尤其是太阳系内已知的陨石坑进行探测。它在约半个月之后在月球背面南极-艾特肯盆地的冯·卡门陨坑软着陆。艾特肯盆地是太阳系内已知的陨石坑,直径达2480公里(月球直径为3400公里),深达12.8公里。与嫦娥三号相比,造访月球背面的嫦娥四号需应对月球背面崎岖的地形,实现难度更大的控制。这一任务将由嫦娥四号搭载的月球车去实现。

  嫦娥四号的任务二,是尝试月球背面的中继通讯。嫦娥四号面临的另一大难题,是月球背面受到月面遮蔽,接收不到来自地球的无线电传输。为了帮助嫦娥四号在月球背面着陆并传回数据,今年5月21日,在西昌卫星发射中心先期发射了一颗“鹊桥”数据中继卫星,进入地月拉格朗日L2点,距离地球45万公里,距月球约6.5万公里。它可以同时向月球和地球后方提供数据中继通信服务,更重要的是,它将为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控和数传服务。

  嫦娥四号的另一项任务,是进行世界低频射电天文观测。由于月面的天然阻拦,让月球背面没有无线电信号,但同时也让那里不受太阳影响,拥有纯净的电磁空间,为射电观测创造了良好条件,有望填补100KHz—10MHz射电天文观测的空白。

  三个悬念有待揭晓

  悬念一:中国第二辆月球车叫什么名字 ?

  中国派往月球的第一辆月球车“玉兔号”使命达成后,永远地留在了月球上。如今,中国的第二辆月球车即将登陆月球背面,虽然它和“玉兔号”可能永远不能会面,但同样激起了人们巨大的好奇心。

  与“玉兔号”一样,嫦娥四号月球车的名字也将是公开征集而来的。今年9月,嫦娥四号月球车全球征名活动经过投票,选出了排名前十的名字,分别是:逐梦、光明、玉兔二号、探索、征途、精灵、无畏、望舒、行者、金兔。最终哪个名字将被选中,有待揭晓。

  △月球车

  悬念二:嫦娥四号怎样在月球背面着陆 ?

  在月球背面环境未知的陨石坑里软着陆,对中国的航天人提出了巨大挑战。艾特肯盆地的地形就比较崎岖,陨石坑大且分布密集,这就对探测器着陆区的选择和着陆精度提出了更高要求。

  着陆区在月球背面,使得着陆器和巡视器无法同地球直接通信,必须用中继星中继的方式;同时在动力下降过程中,着陆器也不能对地直接通信,只能通过中继星进行上下行操作,这些都是此次任务的难点。

  不同于嫦娥三号任务时科研人员可以在监控屏前实时观察到巡视器对指令的执行状况,此次从指令发出到行动图像传回至少有数分钟的延迟,对于巡视器的移动和机构活动有较明显的影响。

  嫦娥四号究竟将怎样分步骤实现人类航天器在月球背面的着陆,让我们拭目以待。

  悬念三:我们将在月球背面看到什么 ?

  1959年之前,人类只能通过月球的“天秤动”看到有限的月球背面边缘地带。1959年10月7日,前苏联太空船月球3号传回月球背面的第一张照片,经过影像分析之后,苏联科学院于1960年出版了第一份月球背面地图,一年后又制做了第一个比例为1:13 600 000的月球仪。1965年,前苏联太空船探测器3号又传回25张画质非常好的月球背面照片。

  人类亲眼看到月球背面是在1968年的美国阿波罗8号载人航天飞行任务中。

  但是,在月球背面的表面由探测器拍摄并传回图片,此前从未有过。将由嫦娥四号执行这项任务。

  多知道点 | 中国探月工程14年

  中国探月工程从1994年开始进行论证和可行性研究,直到2004年初才正式立项,被称作“嫦娥工程”,分“绕”、“落”、“回”三步走。

  “绕”由嫦娥一号、嫦娥二号完成,主要任务是发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。

  “落”由嫦娥三号、嫦娥四号完成,主要任务是突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通讯与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测。

  “回”的主要目标是进行月球样品自动取样返回探测。

  嫦娥一号

  关键词:受控撞月

  履历:2007年10月24日,嫦娥一号卫星成功发射;2008年11月12日,嫦娥一号拍摄的全月球影像图发布;2009年3月1日,嫦娥一号卫星按计划受控撞月,探月工程第一步圆满结束。

  嫦娥二号

  关键词:绕飞

  履历:2010年10月1日,嫦娥二号发射成功;2012年4月,在完成一系列工程与科学目标后,嫦娥二号圆满完成进入日-地拉格朗日L2点环绕轨道进行深空探测等试验;2012年12月13日,嫦娥二号飞越小行星“图塔蒂斯”成功进行再拓展试验,之后最终成为太阳系的一颗小行星。

  嫦娥三号

  关键词:软着陆 玉兔号

  履历:2013年12月2日,嫦娥三号成功发射,在经历将近13天的地月转移、环月和动力下降等程序之后,于2013年12月14日21时11分成功软着陆于月海北部19.51°W,44.12°N的位置处,成为继1976年前苏联的月球24号后在月球表面软着陆的探测器。为了纪念中国在月球上的成功着陆,国际天文学联合会将嫦娥三号着陆点周边方圆77米区域命名为“广寒宫”。

  嫦娥三号携带的辆月球车就是大名鼎鼎的“玉兔号”。嫦娥三号落月后立即进行两器互拍,之后嫦娥三号开展了着陆器就位探测和“玉兔号”月面巡视勘察的联合探测,开始进行“探月、巡天、观地”等科学探测:月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子层探测和月基光学天文观测,取得了一系列重要成果。

  2014年1月25日,“玉兔号”发生机构控制故障,虽然其他科学探测功能并未丧失,却因为无法移动而永远停留在了N209点处。一时间,永远留在了月球上的“玉兔号”让地球上的无数人牵肠挂肚。

  嫦娥五号T1

  关键词:回

  履历:2014年11月1日,作为嫦娥五号的探路者,嫦娥五T1再入返回试验器按既定方案返回地球,采用“跳跃式”减速的方式进入大气层,最终在内蒙古四子王旗预定区域平安着陆,探月工程三期再入返回飞行试验圆满成功。

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