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《焦點訪談》 20190111 走出月球背面第一步

來源:央視網2019年01月11日 20:09

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央視網消息(焦點訪談):1月11日下午,探月工程傳來捷報,嫦娥四號任務取得圓滿成功,在人類歷史上首次實現了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察,首次實現了月球背面與地球的測控通信,揭開了古老月背的神秘面紗,在月球背面留下了人類探月的第一行足跡,開啟了人類探索宇宙奧秘的新篇章。而這是中國航天科技人員不畏高風險和高難度,攻堅克難,勇於創新的結果。

11日下午,舉世矚目的嫦娥四號探測器的著陸器和玉兔二號巡視器順利實現互拍,並傳回照片,標誌著嫦娥四號任務取得圓滿成功。過去一週多時間,嫦娥四號成為全世界的焦點。

這裡距離地球40多萬公里的月球背面,被稱為“秘境中的秘境”,公元2019年沉寂了億萬年的月球背面第一次迎來了地球訪客。公元2019年1月3日北京時間上午10時26分,中國人研製的嫦娥四號探測器,順利降落在月球背面馮·卡門撞擊坑內預定的著陸區裏。

11時40分,嫦娥四號傳回世界上第一張近距離拍攝的月背影像圖,人類第一次近距離揭開了古老月背的神秘面紗。

順利著陸11個多小時之後,嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器成功分離,玉兔二號巡視器——也就是月球車順利駛抵月背表面。玉兔二號是人類送上月球的第7輛月球車,也是第一輛在月球背面行駛的月球車。

嫦娥四號成功著陸月球背面的消息發佈,引起了國際主流媒體和國際航天專家的高度關注。美聯社、路透社、法新社等國際主流通訊社也紛紛以“人類首次”來描述嫦娥四號成功著陸月球背面的消息。英國《衛報》也把這次著陸定義為“人類太空探索的巨大飛躍”。 美國國家航空航天局局長布裏登斯廷第一時間發表推文,祝賀中國嫦娥四號成功著陸月球背面,並指出這是人類首次,更是一項“令人印象深刻的成就”。

月球背面對於人類而言,有許多未知等待著解答。由於被地球潮汐鎖定,地球強大的引力讓月球總是一面朝向地球,所以人類在地球上只能看見月球的正面,背面則看不見。人類探測器要想安全著陸月球背面,最大的挑戰就是月球背面複雜的地形。月球背面分佈著大量的撞擊坑、環形山,山峰起伏,崎嶇不平,可供選擇的理想的平坦著陸區非常少。嫦娥四號研製團隊根據工程要求,經過長達多個月對月背地形的研究分析,最終選擇月球背面南極艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑作為預定的著陸地點。

馮·卡門撞擊坑是月球背面最古老的撞擊坑之一,經過幾十億年的風化,在地形複雜的月球背面,已是相對比較平坦的區域了。這裡的緯度和嫦娥三號著陸區的緯度比較接近,因為“嫦娥四號”是“嫦娥三號”的備份,設備參數基本一致,選擇相同緯度有利於嫦娥四號進行軟著陸。同時,科學家推測,馮·卡門撞擊坑由於歷史悠久,可能留存了月球形成和太陽系起源的痕跡,有著很大的科學探測價值。

嫦娥四號的著陸區面積不到嫦娥三號著陸區面積的5%,嫦娥四號要想準確飛向這個小小的著陸區,最大的難點是提高著陸精度,而控制著陸精度的最關鍵一步,是選準在環繞月球軌道上開始下降的那個初始點。

下降初始點在距離月球背面高度為15公里,從動力下降指令發出到著陸,只有短短的720秒,嫦娥四號要經歷主減速、快速調整、接近、懸停、避障等多個環節,由於速度快,飛行距離短,地面指令的上傳速度跟不上嫦娥四號速度和位置的變化,所以這一階段嫦娥四號完全是自主控制、自主躲避障礙物、自主選擇理想著陸地點。這一階段,嫦娥四號可能遇到的最大風險是撞到山峰或者掉到坑裏。為了應對這個挑戰,嫦娥四號研製團隊設計了新的自主導航控制著陸的策略。

嫦娥四號要順利完成月球背面軟著陸和巡視勘察,還面臨著一個最大的障礙,那就是通訊難題。由於地球與月球背面之間無法直接通信,必須採用中繼星中繼的方式。為此,我國發射了世界首顆地月中繼通信衛星“鵲橋號”,承擔起嫦娥四號在月球背面和地球通信的任務。

由於中繼星接收信號的能力無法與裝備大口徑天線的地面測控站相比,加之距離月球遙遠,接收信號非常微弱,不到手機信號的萬分之一,數據傳輸速率碼數也非常低。在研製過程中,科研人員一度面臨信號解調質量差的難題。

航天科技集團五院嫦娥四號中繼通信載荷技術負責人張愛兵説:“為了解決這個問題我們採用了新的算法,測試應該都是上千次測試。”

這次嫦娥四號探測器攜帶的巡視器月球車被命名為玉兔二號,和嫦娥三號攜帶的玉兔號月球車相比有了不少改進。玉兔號月球車在落月後的第二個月晝時,出現了突發故障,累計只行駛了110多米。

針對玉兔號出現的故障,這次玉兔二號進行了有針對性的改進。不但電纜綁扎得更加精細,而且還採取了故障隔離的設計。

由於月背地形複雜,科研人員最擔心玉兔二號與地面失去聯絡。為此,科研人員對玉兔二號的自主能力也進行了升級,包括自主休眠,自主地應對光照的遮擋。低溫或失聯的狀態下就先“睡會”,太陽出來再工作。

目前,嫦娥四號著陸器和玉兔二號巡視器上搭載的科學儀器都陸續開始工作,包括科學家們特別看好的低頻射電頻譜儀。因為這裡常年背對地球,可以屏蔽來自地球的無線電信號干擾,為利用宇宙低頻輻射研究太陽、行星及太陽系外天體提供可能。

據了解,除了我國自主研製的科學載荷外,嫦娥四號任務還與俄羅斯、荷蘭、沙特、德國以及瑞典等國家合作,搭載了多臺國際載荷,這在我國探月工程中也是首次。特別是針對美國國家航空航天局提出,利用美國正在月球軌道上運行的LRO衛星來觀測嫦娥四號的著陸活動,中方給予了合作。

嫦娥四號這次在月亮背面順利軟著陸,標誌著中國已經具備全月球到達能力。工程任務圓滿成功後,嫦娥四號任務將進入科學探測階段,著陸器和巡視器將繼續開展就位探測和月面巡視探測。中國探月工程,分“繞、落、回”三期,我們已經順利走出了前兩步,下一步,嫦娥五號將執行“回”的任務。我們期待,嫦娥五號順利實現中國人第一次月面自動採樣返回的任務。

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來源:央視網

更新時間:2019年01月11日 20:09

視頻簡介:本期節目主要內容: 1月11日下午,探月工程傳來捷報,嫦娥四號任務取得圓滿成功,在人類歷史上首次實現了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察,首次實現了月球背面與地球的測控通信,揭開了古老月背的神秘面紗,在月球背面留下了人類探月的第一行足跡,開啟了人類探索宇宙奧秘的新篇章。而這是中國航天科技人員,不畏高風險和高難度,攻堅克難,勇於創新的結果。(《焦點訪談》 20190111 走出月球背面第一步)

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