人类首次!嫦娥四号成功登陆月背,发回首张月背近照

拜占庭 2019-01-03 来源: 21世纪经济报道

导读:据国家航天局介绍,嫦娥四号的发现将对研究月球和太阳系的早期历史具有重要价值,计划在月背开展的低频射电天文观测也可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,为研究太阳、行星及太阳系外天体提供可能。

此图片为嫦娥四号着陆器拍摄的着陆点南侧月球背面图像,巡视器将朝此方向驶向月球表面。

此图片为嫦娥四号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像

此图片为嫦娥四号探测器月球背面软着陆后降落相机拍摄的图像

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。

据国家航天局介绍,嫦娥四号的发现将对研究月球和太阳系的早期历史具有重要价值,计划在月背开展的低频射电天文观测也可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,为研究太阳、行星及太阳系外天体提供可能。

2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次月背软着陆。

经过约38万公里、26天的漫长飞行,1月3日,嫦娥四号进入距月面15公里的落月准备轨道。

北京航天飞行控制中心大厅内,随着现场工作人员一声令下,嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。

在6到8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;选定相对平坦的区域后,开始缓速垂直下降。最终,在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下,一吨多重的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。

嫦娥四号着陆区地形起伏达6000米,是太阳系中已知最大的撞击坑之一,被认为对研究月球和太阳系早期历史具有重要价值。

“月球背面是一片难得的宁静之地,屏蔽了来自地球的无线电信号干扰。这次探测可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。”探月工程嫦娥四号任务新闻发言人于国斌说。

落月后,通过“鹊桥”中继星的“牵线搭桥”,嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作,建立了定向天线高码速率链路,实现了月背和地面稳定通信的“小目标”。

11时40分,嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器在月球背面拍摄的第一张图片。

后续,嫦娥四号探测器将通过“鹊桥”中继星的中继通信,开展设备工作模式调整等工作,择机实施着陆器与巡视器分离。

从嫦娥奔月到万户飞天,从“天眼”探秘到载人航天,探索浩瀚宇宙,是中华儿女不懈追求的伟大梦想。“这一刻,我们都是幸福的追梦人!”得知嫦娥四号着陆的喜讯,年近九旬的“两弹一星”功勋科学家孙家栋院士豪情满怀。

嫦娥四号成功降落,是中国航天历史性的一刻,中国成为第一个登陆月球背面的国家。对于探月工程总设计师吴伟仁来说,这次成功只是我国未来航天强国建设路线图的一个节点,飞天探索无止境,太空逐梦正当时:按照我们的规划,跻身于航天强国的行列,2020年标志是什么呢?一个是探月月球背面探测,然后嫦娥5号月球采样返回。火星探测2020年开始;2030年在月球上建立长期运行的无人值守科研站。

这些图让很多人激动不已:

还有人脑洞大开:

同时,嫦娥四号的成功着陆,让网友们纷纷想起了嫦娥三号月球车玉兔号,这枚“网红”探测器退役时曾引来数万网友催泪留言。今天,不少网友再次去@月球车玉兔 微博下留言:大兔子,家里来人啦!

有哪些黑科技为嫦娥四号保驾护航?

作为嫦娥三号曾经的备份星,嫦娥四号的设计与“三姐”一脉相传,尤其是今天的软着陆,就是站在了“嫦娥三号的肩膀”上。嫦娥四号落月过程继承了嫦娥三号的技术成果,全自主,通过本身的惯性导航加上月面的相对测量的导航,来确定导航位置,按照既定的这样一个制导来实现。

不过与嫦娥三号在月球正面虹湾地区着陆时所划下的那条“抛物线”不同,嫦娥四号在距月面15公里到8公里时是倾斜下降,但到了八公里以内,就开始垂直向下,由于月背环境的复杂性和未知性,要求四号探测器的着陆必须更精准,这也是此次嫦娥四号设计中的一个重要突破。

2014年,嫦娥三号月球车玉兔号在进入第二个月夜休眠前,出现了机构控制异常情况,如何让月球车更“强壮”,避免类似的情况发生,成为四号探测器设计过程中关注的焦点之一。嫦娥四号探测器系统总设计师孙泽州说,在月夜和月昼高达300度的温差下,还有月尘干扰,裸露在外的电缆极易出现故障。为此,他们在在电缆钩挂、摩擦方面就做了上千次试验,电缆裸露在外的面积也被减到最小。

嫦娥四号将在月球上大显神通

2014年,嫦娥三号月球车玉兔号在进入第二个月夜休眠前,出现了机构控制异常情况,如何让月球车更“强壮”,避免类似的情况发生,成为四号探测器设计过程中关注的焦点之一。在月夜和月昼高达300度的温差下,还有月尘干扰,裸露在外的电缆极易出现故障。为此,嫦娥四号在电缆钩挂、摩擦方面就做了上千次试验,电缆裸露在外的面积也被减到最小。

改造后的嫦娥四号月球车总重量只有140千克,是目前的“世界最轻”。但在它上面,却有种类更多的科学载荷。在月球背面的探测中,这些载荷将各显神通:

嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成,共配置包括2台国际合作载荷在内的8台有效载荷,其中着陆器上安装了地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪、与德国合作的月表中子及辐射剂量探测仪等4台载荷;

巡视器上安装了全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和与瑞典合作的中性原子探测仪。这些仪器将在月球背面通过就位和巡视探测,开展低频射电天文观测与研究,巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构研究,并试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境研究。

此外,着陆器还搭载了月表生物科普试验载荷。嫦娥四号任务为中外科学家提供了太空探索的机会。

嫦娥四号还可以在月球开展深度探测,从空间维度上获取纵向剖面,时间维度上,可以研究古老的物质成分,获得很多新的信息,也许有可能在这个区域获取新的岩石、矿物类型。而且通过月球车行走路线,可以获取集地形地貌、物质成分、浅层结构于一体的综合地质剖面,这个剖面一旦建立起来,在国际上是首创,而且对整个区域地质演化历史、演化细节有重大贡献。

嫦娥四号搭载的国际合作载荷也要开展的月面中子与辐射剂量、中性原子等月球表环境探测等方面研究,将会探究宇宙辐射、太阳风在月球表面的环境、和它们与月面物质相互作用的情况、还,包括月面物质成分的太空风化作用是如何影响。

回顾:中国探月之路

中国探月工程,带着中国人的探月之梦,前赴后继。11年前,“嫦娥一号”飞天;如今,“嫦娥四号”和“嫦娥五号”整装待发。2004年,发射的“嫦娥一号”是嫦娥工程第一颗卫星,它圆满完成了第一期“绕月”使命。

嫦娥一号是中国的首颗绕月人造卫星,运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。嫦娥一号绕月飞行一年。嫦娥一号发射成功,标志着中国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区。

2010年,嫦娥二号由长征三号丙火箭发射。这是嫦娥一号卫星的姐妹星。主要任务是获得更清晰更详细的月球表面影象数据和月球极区表面数据,卫星上搭载的CCD照相机的分辨率达到十米左右,所探测到的有关月球的数据将更加翔实。

嫦娥二号运行在距月球表面约100千米高的极轨道上,设计寿命半年,分辨率7米。2011年8月25日,嫦娥二号首次从月球轨道出发飞赴日地拉格朗日2点进行科学探测;2012年6月1日,嫦娥二号又成功变轨,首次对图塔蒂斯小行星进行近距离交会探测。2014年7月,已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号与地球间距离达到了1亿千米,为我国未来火星探测的测控通信奠定了基础。

2013年12月,嫦娥三号由长征三号乙改进型火箭送入地月转移轨道。嫦娥三号由着陆器与玉兔号月球车组成,12月14日,在月面软着陆,12月15日,玉兔号月球车与嫦娥三号着陆器分离,踏上月面。12月15日,着陆器与月球车互相拍照,它标着着嫦娥三号任务取得了圆满成功,使我国成为世界第三个掌握落月探测技术的国家。

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