传回世界第一张近距离拍摄月背影像图,探测器将择机实施着陆器与巡视器分离
▲嫦娥四号着陆器监视相机C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
▲在北京航天飞行控制中心拍摄的降落过程(示意图) 新华社发
这是人类第一次揭开古老月背的神秘面纱。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。
/ 特写 /
惊心动魄700秒:专家详解嫦娥四号登陆月球背面
嫦娥四号3日降落在月球南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑,成为首个在月球背面软着陆的人类探测器。整个降落过程可谓惊心动魄,探月专家详细介绍了这一过程。
中国探月工程总设计师吴伟仁老家在四川。他比喻说:嫦娥三号好比降落在华北大平原,而嫦娥四号好比降落到中国西南的崇山峻岭中。
他说,嫦娥四号着陆区相当于嫦娥三号着陆区的八分之一,且落区周围有海拔10公里高的山,艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的海拔为负6公里,因而与嫦娥三号平滑的抛物线降落轨迹不同,嫦娥四号是接近垂直降落。
“着陆时间短、难度大、风险高,对我们是一个很大的考验。”吴伟仁说。
他说,在落月过程中,嫦娥四号绝大部分继承了嫦娥三号月面软着陆技术,整个过程约700秒,全部依靠探测器自主完成,地面可通过中继星看到降落过程,但不实施干预。
航天科技集团五院嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲说:“我们对于月面地形的信息主要来自以前环月遥感数据,包含嫦娥一号、嫦娥二号以及一些国外卫星的遥感数据。但这些数据都不能给我们提供足够精度的地形信息,我们不可能知道哪个地方有大石头,更多的是整体的宏观信息和统计概率,最后着陆还是要靠探测器自主识别障碍与避障。”
五院嫦娥四号探测器项目总监张熇说,嫦娥四号在系统设计上考虑了如何提高着陆的精度,在环月阶段增加了轨道修正,在动力下降控制策略上进行了调整。探测器要在距离月面比较高时候就达到着陆区的上方,然后垂直下降,这样航迹上复杂崎岖的地形就不会对着陆带来影响。
五院嫦娥四号着陆器总体主任设计师李飞介绍,落月阶段首先通过变推力发动机让探测器减速,将探测器相对月球的速度从1.7公里每秒降到接近为零,就像汽车刹车,然后调整探测器的姿态,垂直下降。
五院嫦娥四号探测器副总设计师吴学英说,探测器距离月面两公里左右时,先实施一次粗避障,通过光学成像,利用太阳光造成地形的投影,来识别障碍,这时它可以识别大的陨石坑和大石块。
之后,嫦娥四号在距离月面100米处悬停,利用激光扫描来实现精避障,这时它能识别更小的障碍,同时也能识别地面的坡度,通过计算,寻找到一个较为安全的地点作为着陆点。
然后探测器再次下降,最后距离月面2米时发动机停止工作,探测器以自由落体的方式降落,着陆器上的四条腿把着陆的冲击能量缓冲掉,让着陆器稳稳地落在月面。
/ 反响 /
美俄航天专家点赞嫦娥四号
中国嫦娥四号探测器3日成功在月球背面软着陆。对此,美国和俄罗斯专家纷纷表示祝贺并盛赞这一壮举。
美国航天局局长吉姆·布里登斯廷当天在社交媒体推特上发文说:“祝贺中国嫦娥四号团队实现在月球背面的成功着陆,这是人类的第一次,也是令人印象深刻的成就。”
俄罗斯齐奥尔科夫斯基航天研究院院士亚历山大·热列兹尼亚科夫对新华社记者说,嫦娥四号成功落月是中国取得的一项重大航天探索成就,确保探测器在月球背面着陆的技术非常复杂,此前任何国家都未能使其探测器在月球背面软着陆,“中国这一成功产生了巨大的心理轰动效应”。
热列兹尼亚科夫表示,嫦娥四号此次探月的另外两个重要步骤是让月球车驶上月面,以及确保嫦娥四号、月球车与中继卫星和地面实现通信联络。顺利完成这两大步骤将再次验证中国航天探索技术的成熟性及其解决重大太空开发问题的能力。
俄罗斯国立“斯滕伯格”天文研究所高级研究员弗拉基米尔·苏尔金说,嫦娥四号即将开始精彩的月面考察,国际研究人员非常希望了解嫦娥四号传回的探测数据,“中方从月球背面获取的任何实地探测数据都是非常重要的成就”。
俄罗斯科学院航天研究所主任研究员纳坦·艾斯蒙德告诉记者,嫦娥四号将考察月球背面的地质状况,国际研究人员希望通过中方这一考察,探究能否在月球背面的土壤中找到水冰或液态水。
据新华社