嫦娥四号是世界首颗在月球背面软着陆和巡视探测的航天器,它由着陆器、巡视器,以及"鹊桥"中继卫星组成。而来自上海的科研团队在嫦娥四号的月背探测之旅中起到了关键作用。
和嫦娥三号相比,嫦娥四号背负更艰巨的使命,它将实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。
由于其首选着陆区为地形崎岖的月球南极艾特肯盆地,这就对探测器的着陆精度提出了很高的要求。为此,上海航天的设计团队为巡视器定义了感知、移动、探测等七种工作模式,同时做了大量试验,提高其适应地形的能力、通过极限的能力,以及自主工作的能力。
嫦娥四号项目办副主任郑云青说,针对各种意外情况的处理,在这方面团队做了很多地面的一些验证试验。
嫦娥四号的着陆点在月球背面,这使得探测器与地球的直接通讯信号受到月球遮挡,必须通过"鹊桥"中继星进行信号中转,这也就对数据传输的准确性提出了更高的要求。打个比方说话的声音变小了,只能靠你耳朵的灵敏度提高,才能听到我说什么东西。
而要让嫦娥四号安全地着陆,就要靠上海技物所研制的载荷激光测距敏感器了,它从着陆器距离月球30公里时,开始向月面发射激光进行"导航";而当距离月表仅100米时,激光三维成像敏感器开启,迅速而准确地搜寻安全着陆地。两者配合,保证着陆器看得准、落得稳。
嫦娥四号的着陆区域很小,比嫦娥三号要小,所以要在更高的区域就要转了。且其悬停的时间非常短每次成像时间只有250毫秒左右2539相当于四分之一。而位于月球车前方的红外成像光谱仪,是嫦娥四号巡视器的"可以感知红外的眼睛"。单次探测的时间相对于嫦娥三号缩短了一半。对这区域进行毫米级的光谱图谱数据获取,这个数据为科学家做月表矿物成分的反演分析。
嫦娥四号面临的另一大挑战是,它的工作环境可谓是"冰火两重天"。月球表面温度最低可达零下180度,最高超过150度,而着陆器与月球车上单机运行温度一般要求在零下40度到零上50度左右。为此,上海硅酸盐研究所历经多次反复试验,研制了13种涂层和组件,实现双向隔热,同时还要兼顾防静电等特殊工作环境的要求。使用之前要经过许多的地远模拟试验那个阶段整个团队经历了一年多。
在准备着陆时,"嫦娥四号"还要经历一个极端高温,发动机点火时最高可达1400多度,而周边的仪器却要在几十度室温条件下正常工作,为此研究人员研制了一个高温多层隔热屏,将高温环境隔离开来。一边是火焰一边还要使仪器工作,所以隔热要求就特别高。
一个月夜相当于地球上14天,为了让嫦娥四号能熬过寒冷的月夜,研制人员还开发了休眠唤醒功能。当月夜降临时,巡视器会为自己找好栖身之所开始休眠。一直到太阳照射到月球车太阳翼的电池片上,将其唤醒,再开启又一次勘测。
嫦娥四号电源分系统技术负责人徐泽锋告诉记者,嫦娥四号上采用的是太阳电池,它的发电效率已经达到了30.84%,在极端温度下还是能够可靠地恢复整个能源的供给。
月球背面是迄今无人涉足过的未知区域,上海智慧正助力嫦娥四号,迈出这前所未有的关键一步。
嫦娥四号主要的任务是落下去,嫦娥五号就是要回来。希望在国际上有新的创新,不能重复原来走过的路。
千百年来,人类能看到的都是月球正面,除了环形山、陨石坑外,月球背面究竟还有些什么呢?也许随着此次嫦娥四号在月球背面成功软着陆,更多秘密将逐渐揭晓。
(看看新闻Knews记者:汤铭 张帼霞 见习记者:朱齐越 编辑:施荔)
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