时间:2024-04-24
月球背面对于人类而言,是“秘境中的秘境”。
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,人类在地球上只能看见月球的正面。
从20世纪50年代开始,人类陆续向月球发射了100多次探测器,但还从没有探测器在月球背面着陆开展就位探测。
1962年4月26日,美国“徘徊者4号”探测器撞击月球背面,成为首个在月球背面硬着陆的探测器,但并未传回任何数据。
2004年,我国探月工程正式批准立项;
2007年,嫦娥一号任务绕月探测,实现了中华民族千年奔月梦想;
2010年,嫦娥二号成功发射,获得国际最高7米分辨率全月影像图,飞至日地拉格朗日L2点进行环绕探测,并对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行高精度飞越探测;
2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,实现了我国首次对地外天体的直接探测,把玉兔号的足迹刻在了月球;
2014年,再入返回飞行试验任务圆满成功,突破和掌握了航天器以接近第二宇宙速度再入返回关键技术,为我国正在实施的月面采样返回及未来深空探测奠定了坚实的基础,创造了月球探测史的中国纪录。
当嫦娥三号任务圆满完成以后,作为备份的嫦娥四号怎么办?该去哪儿?一度引发不少探月科学家们的讨论。
不少人认为,嫦娥四号无须冒险,还应落在月球正面。然而,作为中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家的中国科学院院士叶培建却坚定地提出:“中国探月工程应该走一步跨一步。落到月球背面去,这是一个创举。”
然而,“到月球背面去”——在不少科学家眼中是“不可能完成的事情”。
“由于受到月球自身的遮挡,在月球背面,任何人类探测器都无法直接与地球进行测控通信和数据传输。”中国探月工程总设计师、中國工程院院士吴伟仁介绍,到月球背面去,必须要面对“不在服务区”的失联挑战。
正是源于这样一种“不走寻常路、勇于挑战自我”的信念,中国航天人最终做出了一个大胆的决定:“嫦娥四号要实现人类月球背面的首次软着陆!”
“从技术发展角度来讲,如果我们未来要建设月球科研站,就需要航天器能够高精度着陆。”嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲表示,解决了这次任务面临的挑战,可为后续的深空探测和小行星探测打下基础。
“奔月之路”
梦想的力量,是人类对未知领域探索的不竭动力。
2018年12月8日2时23分,西昌卫星发射中心。
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,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。
2018年12月12日16时45分,嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了近月点约100公里的环月轨道。
嫦娥四号准时发射、准确入轨,原计划在近月制动前实施的3次轨道中途修正,期间只进行了1次。
“准时发射、准确入轨”,实现起来并不轻松。成功架起“奔月之路”的,是我国自主研制的“金牌火箭”。
中国航天科技集团一院火箭系统总指挥金志强介绍,探月工程任务对轨道高度和入轨精度要求都很高,长三甲系列火箭成为执行探月工程发射的最佳选择。
低温发动机同时装配4台单机,选择性能最优的2台用于本次任务;单机产品通电老炼时间增加50小时,系统综合试验考核次数增加……
围绕嫦娥四号任务窄窗口发射、冬季发射等特征,火箭研制团队开展专题风险分析,制定了520项预案。
为了充分利用嫦娥四号任务两天内多窗口的发射机会,降低发射实施风险,火箭系统开展了技术创新,在低温加注后可以适应2天内多个发射窗口的发射要求。
“这在国内尚属首次。”中国航天科技集团一院火箭系统总设计师陈闽慷说。
亿万双手,托举“嫦娥”,亿万颗心,牵挂“嫦娥”。
在困难和挑战面前,中国航天人用一次又一次生动的创新实践,诠释了创新对于实现梦想的关键意义。
“惊天一落”
经过约38万公里、26天的漫长飞行,2019年1月3日, 嫦娥四号成功着陆在了月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,月球背面真正意义上第一次成功留下了人类探测器的身影。
落月后,通过“鹊桥”中继星“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,顺利实现了月背和地面稳定通信的“小目标”。
11时40分,嫦娥四号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。
作为整个探月工程“绕、落、回”三步走战略中第二步的关键组成,嫦娥四号的一小步,无疑是整个人类太空探索史上的一大步。
嫦娥四号在月球背面成功着陆的消息传开,成为“惊天一落”。
美国太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克也第一时间向中国探月取得的成功点赞祝贺。
嫦娥四号的着陆区月球南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大的撞击坑之一,也被公认为月球上最老、最深的撞击盆地。
到月球背面开展低频射电天文观测,是全世界天文学家梦寐以求的事情,可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。
中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖说,月球背面具有独特性质,嫦娥四号着陆地是从未实地探测过的处女地。月球车在月背行走时,还可以获取综合地质剖面,将是国际首创。
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