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嫦娥四號去了太陽係最大的隕石坑,目的地是如何選出的?
2019-01-04 08:19:04 來源: 新華社客戶端
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  嫦娥四號實現了世界首次月球背面軟著陸,其降落地點在南極-艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑,那麼這個著陸點是如何選擇出的?探月專家們對此做出了詳細解答。

  中國探月工程總設計師吳偉仁説:“在論證嫦娥四號任務時,我們感覺應該給它賦予更強的生命力和功能,做一些有挑戰性的事情。”

  中國航天科技集團五院嫦娥四號探測器總設計師孫澤洲説,當時大家想了很多,除了落到月球背面,也有專家考慮過讓它飛得更遠,在其他天體上著陸。但那樣探測器就需要有很大變化。嫦娥四號是嫦娥三號的備份,很多零部件與嫦娥三號一同設計生産,因而不能在設計上有太大變化。綜合考慮各方面因素後,大家選擇去月球背面。

  圖為1月3日在北京航天飛行控制中心拍攝的嫦娥四號探測器展開太陽翼(示意圖)。1月3日10時26分,嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內,實現人類探測器首次在月球背面軟著陸。新華社記者 金立旺 攝

  “去月球背面比去正面風險增大了很多,崎嶇的地形給我們帶來必須面對的問題。但從技術發展角度來講,在月面更高精度的著陸是未來所需要的。比如以後我們要去月球南北極,那裏地形也很崎嶇,如果在永久光照區著陸,對著陸精度要求都很高。”孫澤洲説。

  “如果我們未來要建設月球科研站,需要多組探測器在一個范圍內著陸,聯合構成更復雜的係統,這更是需要航天器能高精度著陸。所以解決這次任務面臨的挑戰,可以為後續的深空探測和小行星探測打下基礎。”孫澤洲説。

  他説:“我們希望未來具備全月球乃至于全太陽係的到達能力,有了這樣的能力也能更好地支持深空科學探測。”

  專家確定去月球背面後,具體著陸區域的選擇還受到很多條件的限制。

  孫澤洲説,嫦娥三號的著陸區在北緯45度左右的虹灣地區,探測器是按照這一緯度的光照條件設計的熱控係統和太陽翼。而大部分繼承了嫦娥三號設計的嫦娥四號首選著陸區緯度也在40至50度之間。

  “緯度上劃定范圍後,再考慮經度,是落在月球背面的正中間還是邊緣呢?由于要實現地球和月球背面的通信,中繼星‘鵲橋’運行在地月第二拉格朗日點的Halo軌道上。它的全實時覆蓋區域集中在月球背面中心點左右幾十度的范圍。”孫澤洲説,“而且我們不希望探測器與中繼星通信的時候仰角太低,那樣有可能會受到周圍高山的影響。”

  這樣,嫦娥四號的著陸區從經緯度上就基本限定下來了。

嫦娥四號探測器動力下降過程降落相機拍攝的圖像(1月3日攝)。新華社發(國家航天局供圖)

  在這個大致范圍內,科學家們看中了艾特肯盆地,這個太陽係最大、最深、最古老的撞擊坑,這裏蘊含著月球最早的信息,有很高的科學研究價值,比如是不是有水?對這裏的探測將對人類了解月球、地球、太陽係的演化提供第一手數據和線索。

  而在艾特肯盆地這個直徑大約2500公裏,深13公裏的巨大撞擊坑內,還有一個直徑為180公裏的馮·卡門撞擊坑,其底部地勢相對平坦,能較好地保證著陸安全。

  恰好與馮·卡門撞擊坑經度上相差約13度的地方,還有一個克雷蒂安撞擊坑,非常適合作為備選著陸區。假如嫦娥四號第一天在主選著陸區沒有成功著陸,第二天還可以著陸在備選著陸區。

  除了科學上的意義,對馮·卡門撞擊坑的探測還有另一層意義,它是以20世紀匈牙利裔美國航天工程學家馮·卡門(1881年——1963年)命名的,他被譽為“航空航天時代的科學奇才”。中國航天事業的奠基人錢學森、郭永懷都是他的親傳弟子。

  五院嫦娥四號巡視器總體主任設計師申振榮説,去月球背面探測是中國為世界做出的貢獻。“雖然我們現在還不知道嫦娥四號最終能探測到什麼,但是這一探測有可能會影響好幾代人。”(記者 喻菲、全曉書、胡喆)

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【糾錯】 責任編輯: 程瑤
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