科普貼|嫦娥“四姑娘”有何獨特之處

來源︰中國軍網綜合作者︰鄒維榮 王天益 等責任編輯︰王俊
2018-12-09 02:01

嫦娥四號要去哪兒——

首落月背,一路考驗前所未有

對于人類航天探測來說,月球背面至今仍是一塊“處女地”。

古往今來,人們在地球上永遠只能看到月球的正面。未知的月球背面引起了人們的無窮想象。有人說月球背面是外星人的基地,有人說月球背面有金字塔、有巨石陣……

月球背面到底有什麼?

月球背面有與正面截然迥異的地形地貌。從成分上看,月球正面的月海玄武岩覆蓋面積約佔正面的60%,而背面幾乎都是高地斜長岩;從形貌構造上看,背面撞擊坑的密度明顯大于正面;從年齡上看,背面更古老。

月球背面分布著整個太陽系固體天體中最大最深的盆地——艾特肯盆地。這個盆地正是此次嫦娥四號的目的地。盆地直徑約2500公里,深約12公里,其90%的面積都分布在月球背面,只有一小部分在月球正面。探索艾特肯盆地,有助于解開月球演變之謎,是各國科學家早已有之的設想。

由于月球正面的遮擋,月球背面還有各國天文學家夢寐以求的干淨電磁環境。在這里開展低頻射電天文觀測,可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白。

歐空局很多年前就專門策劃了一個項目,就是在月球背面開展低頻射電探測,最後由于種種原因未能實現,嫦娥四號攜帶的低頻射電探測儀,有望實現這一目標。

然而,要實現航天器在月球背面軟著陸,並不容易。

在過去的半個多世紀里,人類發射了100多個月球探測器,其中有65個月球著陸器,至今沒有任何一個月球探測器能夠實現在月球背面著陸。

地月之間通信是探索月球背面的首要難題。由于月球整體的遮擋,月球背面與地面無法建立直接、實時的通信。對于航天測控來說,這里是測控的禁區。

我國科研工作者們為破解這一難題給出了獨特的中國方案。

今年5月21日,我國在西昌衛星發射中心發射了“鵲橋”中繼衛星。“鵲橋”工作在距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的使命軌道上,在這個安靜了幾十億年的地方接通“WiFi路由器”,在地面和月球背面之間架起了信息“天橋”。

不過,使用中繼衛星解決地月通信問題的同時,也有新的問題需要解決。

在嫦娥四號探測器著陸過程中,地面之間要通過“鵲橋”同時實施對著陸器、巡視器以及“鵲橋”本身的測控與通信。北京飛控中心總調度劉冰將其形容為“一條道路上同時跑三輛車”,如何在每輛“車”最需要的時候把“道路資源”合理調配給它,需要非常精準的管理。

更大的風險在于著陸區的地形。由于月球背面撞擊坑較多,地形崎嶇,嫦娥四號的著陸區域大小只相當于嫦娥三號的二十分之一。

這次著陸的難度和風險都是前所未有的。這將是一次定時定點的著陸,著陸點是否有山脈遮擋陽光、阻礙通信,著陸的時機選取是否恰當……很多因素都可能影響嫦娥四號落月成敗。

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