大家好! 我是嫦娥四号,12月8日2时23分,我乘坐长征三号乙运载火箭,开始了人类首次月球背面软着陆探测。由于直到现在还没有宇航员或月球车登上月球背面,人们对它的详细情况除了借助照片判断,其他知之不多。我将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步。 A05版 千百年来,月亮一直是人类心中的梦想之境。思乡的情怀、探索的欲望,都交织在一汪皎洁的白月光中。由于月球自转周期和公转周期相等,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,所以人类在地球上只能凭肉眼看见月球的正面,背面则看不见。因此月球背面对于人类而言,更是“秘境中的秘境”,有许多未知等待着解答。2018年12月8日,嫦娥四号探测器从西昌出发,向遥远的月球飞去,世界瞩目、人类首次月球背面软着陆探测的大幕正式拉开。月球背面到底是啥样,嫦娥四号将第一次身临其境触摸它。 “……3、2、1,点火!”伴随着巨大的火箭轰鸣,肩负着亿万中华儿女的探月飞天梦想,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。嫦娥四号探测器包括两器一星,即月球软着陆探测器(着陆器)、月面巡视探测器(巡视器)、“鹊桥”中继卫星。中国航天科技集团有限公司八院承担了嫦娥四号着陆器、巡视器五个半分系统的研制任务,包括巡视器移动分系统、结构与机构分系统、测控数传分系统、电源分系统、综合电子分系统移动/机构控制与驱动组件、着陆器一次电源分系统,研制人员逐一盘点挑战。 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。 迎接嫦娥四号的环境: 专家介绍,乍一看上去,月球背面这张“面孔”并不漂亮,那是一张“麻子脸”,陨石坑的数量比月球正面要多得多,放眼望去随处可见,密密麻麻的。月背的“皱纹”也多,布满了沟壑、峡谷和悬崖,而月球正面相对平坦的地方比较多。另外还有几处巨大的“痤疮”,暗斑中的物质与月面的普通物质相比有着很大的不同,这种现象似乎能够说明月球背面由于毫无遮拦地暴露在太空里,遭遇了大量天体的直接撞击。 月球背面还是个“厚脸皮”,它的月壳从整体来讲比正面要厚。不过,“厚脸皮”为月球背面的“亮肤色”提供了佐证。照片显示,月球背面巨大的陨石坑都呈现出白色,好像从来没有暗色的熔岩从上面流过。科学家们研究认为,由于月球背面的月壳很厚,熔岩无法溢出,而正面月壳很薄,熔岩很容易破缝流淌在表面,所以背面颜色比正面要“白皙”的多。 此外,月球正面月海很多,而月球背面却只有3个,它们的名字分别叫东海、莫斯科海和智海。月球正面有许多巨大绵延起伏的山峦,而背面却不像正面那么多。 由于迄今为止还没有宇航员或月球车登上月球的背面,人们对它的详细情况除了借助照片判断,其他知之不多。嫦娥四号探测器,将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步,值得拭目以待。 “嫦娥四号”探月背后的意义 这次“嫦娥四号”背负着勘探艾特肯盆地——冯·卡门陨石坑的重要使命,是一次前所未有的太空探秘旅程。这个直径达180公里的陨石坑,被认为是月球最古老的撞击特征。而此次勘探,会为我们了解月球、地球、太阳系的演化提供第一手数据和线索,是人类探月史上一次着陆月球最远端的极限挑战。 除了勘探任务,着陆器此次还会进行第一次月球暗面低频射电天文学实验;开展观察植物是否会在月球低重力环境中生长的调查;有望探测出国际上第一幅月背剖面图;探测月球两极是否存在水资源和其他相应资源等等,可谓是新一轮关于月球资料的“大起底”。 嫦娥四号 月球车的突破与挑战 1.着陆方式:近乎垂直降落突破导航控制技术 相较于月球正面,月球背面的地形则更为复杂,陨石坑更多,地势起伏更大,因此嫦娥四号不能像嫦娥三号那样以弧形轨迹缓慢着陆,必须采取近乎垂直的降落方式。 2.通讯方式:通过“鹊桥”中继星与地面通讯 由于月球整体的阻挡,月球背面成为与地面通信和测控的禁区。“鹊桥”将承担两大任务:一是遥测与遥控航天器,二是负责地球和嫦娥四号之间的信号传输。 3.工作时间:提升整体可靠性月夜也开展工作 和嫦娥三号“玉兔号”的月夜休眠策略不同,嫦娥四号月球车在月夜也要开展工作。月球一个月夜的时长相当于地球的14天多一点,且昼夜温差极大可达300℃左右,月球车优化与改进后,提升了整体可靠性。 4.能源供给方式:同位素温差发电与热电综合利用技术结合 新的能源供给方式,两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给,保证航天器在-180℃的环境中不被冻坏。 5.世界上重量最小的月球车寿命或长于“玉兔号” 嫦娥四号月球车总重量140千克,是世界上重量最小的月球车。据了解,嫦娥三号着陆器和“玉兔号”月球车的寿命实际上远超预期(“玉兔号”设计寿命为3个月,实际上它在月球上工作了972天)。同“玉兔号”一样,嫦娥四号月球车预计寿命也是3个月,运行时间或比“玉兔号”更长。 ■相关链接 从嫦娥一号到嫦娥5T,我国探月工程亮点回顾: ●嫦娥一号:树立中国探月里程碑 2004年1月23日,我国月球探测工程全面启动。作为“绕、落、回”三步走的第一步,首期绕月工程就是研制和发射探月卫星嫦娥一号。 在中国科学院院士叶培建带领下,五院平均年龄只有30多岁的嫦娥研制团队充分利用现有卫星研制成果,同时针对月球探测卫星新特点,仅用3年先后攻克了轨道设计、月食问题等一系列技术难题,把进军深空探测的主动权牢牢掌握在自己手中。 2007年10月24日,嫦娥一号卫星成功发射;2008年11月12日,发布嫦娥一号拍摄的全月球影像图;2009年3月1日,嫦娥一号卫星按预定计划受控撞月,为探月工程一期——“绕月探测”任务画上了一个圆满的句号,标志着我国已经进入世界具有深空探测能力的国家行列。 ●嫦娥二号:小行星探测的先行者 作为探月工程二期先导星,嫦娥二号卫星试验探月工程二期部分关键技术,深化月球科学探测。研制团队历经了近三年的艰苦鏖战,无数次的计算、论证、推演……一个个技术难题终于逐一攻破。 2010年10月1日,嫦娥二号发射成功,卫星轨道设计、导航控制、微小相机视频成像等各项技术均得到验证。在半年设计寿命周期,嫦娥二号全面实现了6大工程目标和4项科学探测任务,获取了一批重要科学数据;2012年4月,嫦娥二号圆满完成在日—地拉格朗日L2点一个完整周期的飞行探测,成功绕飞L2点,进入转移轨道飞行;2012年12月13日,嫦娥二号与国际编号为4179的图塔蒂斯小行星由远及近“擦肩而过”,最近交会距离不到1公里,首次实现了我国对小行星的飞跃探测,成为我国第一个行星际探测器;而后,嫦娥二号飞至1亿公里以外,对我国深空探测能力进行了验证。 ●嫦娥三号:成功实现落月梦想 2008年3月,探月工程二期立项,嫦娥三号研制的大幕徐徐拉开。与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多,结构也更为复杂,新技术、新产品达到80%。 面对技术新、难度大、系统复杂等风险带来的巨大考验和一道道难关。2013年12月14日,嫦娥三号探测器成功落月,实现我国航天器首次地外天体软着陆,并开展巡视勘察和科学探测。嫦娥三号任务圆满成功,为我国航天事业发展树立了新的里程碑,在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度。 ●嫦娥5T:嫦娥五号的“探路先锋” 2014年11月1日清晨,为嫦娥五号探路的再入返回试验器“嫦娥5T”按既定方案平安着陆。作为探月工程三部曲中“回”的这部重头戏,在探月工程三期采样返回任务中,最终携带样品返回地球的返回器对任务的成败至关重要,我国此前尚没有地球轨道以外的航天器完成过再入大气层的返回、着陆与回收经历。 人类探究月球背面的历程: 古人观月,并非完全看不到月球背面。月球存在着“天秤动”,像钟摆一样来回摆动。因此,至少有10%至20%的月球背面的边缘地带可以从地球上看到,比如一个跨越1000千米的撞击盆地东海。 1959年10月7日,苏联“月球三号”探测器传回月球背面的第一张照片后,月球背面的“真容”就第一次被揭开了。依照这些珍贵的照片资料,苏联在1960年11月出版了第一份月球背面地图,一年之后,又制作了第一个月球仪,更加清晰地呈现出月球背面的初步特征。 1965年7月20日,苏联“探测器三号”传送回了25张画质更好的月球背面照片,分辨率比“月球三号”高了许多,从照片中可以看到月球背面有一条长数百千米的链状陨石坑。 1967年,苏联根据这批照片出版了包含4000个新发现的月球背面地形目录的地图,同年发布了第一份比例为1:5 000 000完整的月面图和修订后完整的比例为1:10 000 000月球仪,月球95%的表面都在上面呈现了出来。 人类首次与月背面对面是在1968年,“阿波罗八号”在进行载人登月任务试验的时候,由宇航员威廉·安德斯看到的。他描述说,“月球背面看起来像我在孩提时玩过一段时间的沙堆,它们全都被翻起来,没有边界,到处是一些碰撞痕和坑洞”。从那时开始,“阿波罗十号”一直到“阿波罗十七号”的宇航员都曾看到过月球的背面。 2010年12月21日,美国国家航空航天局的“月球勘测轨道器”拍摄了一组“惊人”的月球背面照片,这些照片呈现的细节精细程度创下了历史纪录。根据这些最新照片数据,美国绘制了月球背面数字海拔地形图,地形图直观地揭示了月球背面的地形。本组稿件综合新华社等
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