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专家分析“嫦娥”精准落月(图)

来源:京华时报
着陆区面积356千米x91千米着陆点经纬91.51°W,44.12°N
着陆区面积356千米x91千米着陆点经纬91.51°W,44.12°N
探测器悬空时传回的首张图片
探测器悬空时传回的首张图片
探测器着陆后传回的月球表面图片
探测器着陆后传回的月球表面图片

  未来工作

  利用月基光学望远镜天文观测

  利用相机对地球等离子层观测

  利用测月雷达对月壳结构观测

  嫦娥落月

  昨晚9时12分,嫦娥“三姑娘”怀抱“玉兔”驾临距离地球38万公里的月宫,实现了中国人数千年的奔月梦想,也让中国成为世界上继美国、苏联之后第三个实现着陆月球的国家。

  落月

  嫦娥三号这一落,在天宇划出一条美丽的弧线。这听起来轻松浪漫,其实不然。这个“大家伙”为何能如此精准下落,相关专家进行了分析。

  解读

  1 动力 推得精变得准

  月球上没有大气,嫦娥是如何实现减速的?

  火箭专家、中国航天科技集团公司第六研究院副院长刘志让称,嫦娥三号有着量身研制的变推力发动机。它朝着嫦娥三号落月运动的反方向作用,从而实现减速。只有发动机“推得精”,嫦娥三号的速度才能“变得准”。这是变推力发动机在我国探月工程乃至我国航天事业中的首秀。

  2 制导 有大脑够聪明

  嫦娥是自主导航还是根据地面指令行动?

  嫦娥三号探测器系统副总指挥谭梅称,整个动力下降段就十多分钟,时间非常非常短。只能事先把程序设定好存进去,让嫦娥三号有“足够聪明的大脑”:导航制导控制系统。

  嫦娥三号着陆器分系统副总设计师张熇称,我们为嫦娥三号装备了全新的测距测速敏感器以及地形识别设备,同时研发了一套完整的控制算法。导航制导控制系统将测速测距数据和地形数据结合判断,最终形成一套完善的策略来控制推进系统,确保实现平稳降落。

  3 降落 四条腿强轻稳

  嫦娥一号撞月损毁,三号为何如此轻柔?

  专家称,经过粗避障、精避障,嫦娥三号距离自己选择的着陆点只有数米时,接到关机信号发动机关闭,进入无动力下降。着陆时,“嫦娥”的垂直速度不大于4米每秒。

  嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲称,地外探测器的落地缓冲可以用气囊或者缓冲腿,嫦娥三号采用了四条着陆腿。它因此成为我国第一个带腿的航天器。

  着陆缓冲分系统主任设计师杨建中称,这四条腿着陆时承受巨大的冲击,却能保证嫦娥三号强、轻、稳地落月,我们骄傲地称之为“中国腿”。

  分离

  嫦娥落月后,探测器首先进行初始化。完成后,“玉兔”要从“嫦娥”的怀抱中“走”出来,即两器分离。这也是继落月后的另一难点。

  解读

  4 准备 先热身找状态

  为何落月后8小时才分离?

  航天专家庞之浩认为,两器分离要建立一系列工作状态,如打开太阳能电池翼,检测仪器设备,调整姿态等。“无论是着陆器,还是巡视器,都要进行反复的测量”,在一切正常的情况下,地面才发出下降解锁指令,而在分离过程中,从方案论证到编制程序再到准确地实施操作,每一步都要做得稳。

  5 步骤 登月前先拍照

  两器分离要经过哪些步骤?

  在两器分离过程中,着陆器展开转移机构与月面平行,为月球车驶上月面“搭桥”,这由一连串技术含量极高的“慢动作”组成:月球车在着陆器顶端先对着陆区域进行环视成像,然后转移机构解锁,伸出的一端缓慢降至月面,月球车自行驶离着陆器,与地面建立直接联系。

  庞之浩介绍,之所以要把桅杆竖起来,是为了把相机举得高一些,看到的视野更宽,桅杆举起来可能有1米多高,顶部有一对全景相机,可以拍立体图像。

  6 难点 遥操作躲辐射

  分离过程中会遇何种困难?

  嫦娥三号的两器分离包括一系列解锁步骤,如转移释放机构解锁展开、连接解锁机构解锁释放、车轮压紧释放机构解锁释放、转移机构解锁下降等。庞之浩指出,两器分离过程中的解锁和转移过程都比较难。

  “万一哪个地方卡住了,就脱离不了”,庞之浩提到,国外航天器就曾经发生过未分离成功的例子,而且月球距离地球38万公里,要进行遥操作,注入数据,这也是一个难点。

  此外,月球表面的环境有一定不确定性,因为没有大气层,宇宙辐射比较厉害。

  意义

  奠定领先地位

  嫦娥三号月球探测器实现在月球虹湾区着陆,这一步已经意味着中国在国际探月的“第二集团”中奠定了领先地位。

  在探月方面,目前各国形成两大“集团”。第一大探月“集团”就是美苏。

  第二探月“集团”就包括欧洲、日本、中国、印度以及以后要搞探月的韩国、英国、德国等等。

  今天嫦娥“三姑娘”落月,而欧洲、日本和印度的“落”月都还在计划未实施阶段,我们可以理直气壮地说在探月第二“集团”处于领先。

  标志圆满成功

  “两器互拍,是本次嫦娥三号任务圆满成功的标志”,嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲接受采访时介绍,月球车驶上月面后,将行驶到着陆器周围多个不同的位置,月球车使用全景相机,着陆器使用地形地貌相机,进行两器互拍照片。

  庞之浩表示,着陆器和月球车要互拍各自身上的国旗也并不容易,要走到特定的位置找好角度,之所以要这么做,是通过互拍向全世界表明中国的两个月球探测器确实踏踏实实在月面着陆,并且工作了。

  科普

  “落月”先行者

  迄今全球共实施约130次探月,成功率为51%。其中,只有美国和苏联完成了13次月面无人软着陆。

  从上世纪50年代末开始,为月面着陆而发起首波冲击的是苏联“月球”号和美国“徘徊者”号系列探测器,但在初始是一连串“失败”。

  1966年2月,苏联月球9号探测器小心翼翼地启动轨道修正发动机,探测器底部的一根5米长探针触探月面,终于首次平安降临月宫。

  月球上中国名

  从望远镜被发明开始,人类陆陆续续对月球上的一些地形单元命名。从1935年开始,国际月面地名命名委员会相继对这些地名进行了整理和确认。

  据统计,月球上共计有14个以中国人名和地名命名的19个月球地理实体,包括12个撞击坑、2个月溪和5个卫星坑。

  包括:石申、蔡伦、张衡、祖冲之、李白、毕昇、郭守敬、万户、高平子、张钰哲、神话传说中嫦娥和瓷都景德镇。

  “虹湾”总面积

  在月球雨海的西北角,有一片比较平坦的平原,它东西长300多公里,南北宽约100公里,那就是嫦娥着陆的区域—虹湾。这里是被天体砸出的陨石坑,又被玄武岩填上,而砸出的物质则堆积成了侏罗山脉。

  有专家称,虹湾的面积相当于我国的几个省。

  这次选虹湾参考了5大条件。首先是通信好;第二,阳光好;第三,可以研究的科学问题多;第四,相对比较平坦;第五,其他国家还未去勘察过。

  任务节点

  嫦娥三号启动2013年年8月28日

  火箭到位11月11日

  火箭发射12月22日 01:30

  地月转移轨道12月22日01:55

  进入环月轨道12月6日17:47

  降至椭圆轨道12月10日21:20

  成功落月12月14日21:12

  玉兔走出着陆器12月15日晨

  06、07版采写综合京华时报记者梅天一 商西

  新华社人民网

  06、07版图片 新华社发

  京华时报制图 杨佳宁

news.sohu.com false 京华时报 http://epaper.jinghua.cn/html/2013-12/15/content_48623.htm report 4645 着陆区面积356千米x91千米着陆点经纬91.51°W,44.12°N探测器悬空时传回的首张图片探测器着陆后传回的月球表面图片未来工作利用月基光学望远镜天文观测
(责任编辑:UN625) 原标题:专家分析“嫦娥”精准落月

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