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探月工程嫦娥四号任务月球车外观设计构型。新华社发(国家国防科工局供图)
■ 中国妇女报·中国女网综合
12月8日,嫦娥四号探测器发射成功。踏上奔月征程的嫦娥四号,即将成为“月漂一族”。
人类首次月球背面软着陆和巡视探测的大幕徐徐拉开。
月球家园坐标:艾特肯盆地
第一次去月球背面,找一个合适的落脚点自然是头等大事。科学家早有安排,将让它去月球南极艾特肯盆地“安家”。
月球这么大,为啥要住在那里?
原来,给嫦娥四号选“家”,既要有利于它平安降落,又要满足科学探测需要,“地利”很重要。住在好地段,它才能出色地完成任务。
为了保证嫦娥四号落地时不摔跟头,它的软着陆地点必须选择相对平坦的区域。
为了保障它的健康,“采光”也得合适。艾特肯盆地的纬度,和嫦娥三号安家的虹湾地区维度基本相同。适度的光照既能保证嫦娥四号的能源供给,又不会在长时间月昼中让它“中暑”。
嫦娥四号不辞辛苦远赴月球,绝非只为“到此一游”,而是要干出一番事业。住在地质现象丰富、矿产资源丰富或月壤成熟的地区,例如月海和高地接触带、大型山脉、撞击坑等,更能满足地质研究的需要,有利于获取更多月球背面的信息。
综合种种因素,科学家经过反复分析论证后,做出了最为理想的选择。
月亮背面有什么?
千百年来,月亮一直是人类心中的神秘之所。思乡的情怀、探索宇宙的欲望,都交织在“举头望明月”的目光中。
然而,目光所到之处,仅仅是月亮的正面。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,另一面则是无法看到的秘境。
当然,说完全看不到月球背面并不准确。据专家介绍,月球存在着“天秤动”,也就是像钟摆一样来回摆动。因此在地球上也能看到大约10%至20%的月球背面边缘地带。
为了揭开月亮背面的神秘面纱,人类一直在努力。1959年,苏联“月球三号”探测器传回了第一张月球背面照片,首次揭开其真容。人类首次直接看到月球背面,是在1968年美国“阿波罗八号”开展载人登月任务前期试验时。此后,从“阿波罗十号”一直到“阿波罗十七号”航天员都看到过月球背面。
2010年,NASA的“月球勘测轨道器”拍摄了一组月球背面照片,其解析度达到以往照片的106倍,呈现出前所未有的精细细节。根据这些照片,美国绘制了月球背面数字海拔地形图,直观地揭示了其地形。
但是,由于此前没有人类航天器在月球背面登陆,因此我们对它的详细情况主要是借助照片判断,所知十分有限。嫦娥四号任务的实施,将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步。
月球背面到底是啥样,嫦娥四号将第一次触摸它。
嫦娥“四妹”和“三姐”有何不同?
嫦娥四号与嫦娥三号是一对“双胞胎”。与出道早五年的“三姐”相比,“四妹”的定位是作为替补的后备军。为了应对全新任务带来的新问题、新挑战,“四妹”虽然与“三姐”外貌相同,其实已经脱胎换骨。
将向着更高的目标攀登的“四妹”,其任务锁定在两个“国际首次”:首次实现月球背面软着陆和巡视勘察;首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数传中继。“因为过去没有别的探测器在月球背面降落过,所以不论是探地形还是探月壤成分,都将是人类首次获得一手数据。”该探测器项目执行总监张熇说。
由于月球背面山峰林立、大坑套小坑,嫦娥四号需要有比嫦娥三号更高的着陆精度。
落在月球背面的嫦娥四号,通信信号完全被月球遮挡,与地面通信难度升级。由于无法像嫦娥三号那样直接和地面联系,“飞鸽传书”的任务落到中继卫星身上。今年5月21日,我国成功发射“鹊桥”中继卫星,并架设在地月拉格朗日2点。嫦娥四号要通过它实现通信信号“接力”,才能够跟家乡的亲人联络。
嫦娥四号与嫦娥三号有一样的“身形”和“骨架”,携带的装备却不一样。
嫦娥三号的科学任务是“测月、巡天、观地”,当年背上月球的包括全景相机、地形地貌相机、测月雷达、月基光学望远镜等。
而月球背面可以屏蔽地球无线电干扰,对许多科学研究项目来说具有天然优势,科研团队为嫦娥四号配备了8台有效载荷。其中,着陆器携带了地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪等,巡视器装有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等。值得一提的是,此次任务还搭载了两台“国际范儿”装备,分别由德国和瑞典研制。
科研团队还在轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行了系统设计,突破一系列关键技术,并制定了符合任务特征的故障预案,以全力保障嫦娥四号顺利完成这次非凡之旅。
“这是我的‘嫦娥’”
“嫦娥”这一美妙的名字,其中浓缩了太多中国人对它的独特情感。用“嫦娥”命名中国首颗探月卫星,可谓顺理成章,但在最开始,这个名字让它的制造者们感觉十分“别扭”。大约在2005年,嫦娥一号卫星和其他系统之间进行对接试验。熟稔了类似“我是长江”或“我是黄河”对接口令的男工程师们,喊出“我是嫦娥”后,总是觉得不太自然。
然而,随着设计难关一个个被攻克,不仅当时国内最好的技术渐次赋予了它,“嫦娥”身上也背负了研究者的情感。当再被问到时,工程师们会向朋友很自豪地介绍,“这是我的‘嫦娥’”。
如今,中继星“鹊桥”运行正常,嫦娥四号也已成功发射,我国率先完成了联通地球和月球背面的壮举。
“但愿人长久,千里共婵娟”,千年来中国人对月亮抱有无尽的美好想象和情感,承载着中国人无数情感的探月之路,我们注定将走得更远。