2013-12-02 10:13:00 來源:四川在線-華西都市報
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華西都市報訊 嫦娥奔月，玉兔相隨。科技，再次讓古老神話照進現實。隨著“嫦娥三號”帶著“玉兔號”月球車踏上奔月旅程，我們的視線將聚焦在這次嫦娥玉兔的旅程上來。本次嫦娥玉兔的奔月之旅，降落將不依靠降落傘，而是在近月點15公里處進行動力下降，在反推火箭的作用下慢慢軟著陸。繼美蘇之后，中國將成為第三個實施月球軟著陸的國家。國防科工局新聞發言人吳志堅表示，嫦娥三號是中國航天領域迄今最復雜、難度最大的任務，需要攻克的關鍵技術多、技術跨度大、實施風險高，其中著陸和巡視是兩個最大的難點，也是最大的看點。具體到嫦娥三號來說，面臨著7大難點，需要邁過7道“坎”，包括多窗口窄寬度準時發射、月面軟著陸、兩器分離、月地間遙操作、月面生存、測控通信、地面試驗驗證等。對于最為關鍵的“落月”這一環節來說，就面臨三大難點：首先是平穩著陸，其次是月球車適應月球表面地形，第三是月球車必須能夠抵御溫差高達300多攝氏度的嚴寒酷暑。那么，嫦娥三號承擔什么樣的新使命？有哪些值得關注的新看點？
新使命
探月4大任務 實現月球軟著陸
具體來說，嫦娥三號的任務包括以下四個方面：發射嫦娥三號探測器，實現月球軟著陸，驗證月球軟著陸自動控制技術。實現巡視器釋放分離與轉移，進行月面行走，驗證月面巡視和遙操作技術。著陸器與巡視器進行月夜休眠和月晝喚醒，驗證航天器月夜生存技術。考核嫦娥三號探測器、長征三號運載火箭的功能與性能，以及發射場、測控、地面應用系統執行任務的能力。中國探月工程領導小組高級顧問歐陽自遠表示，嫦娥三號攜帶的科學載荷，還將開展一系列科學探測任務，包括月表形貌與地質構造調查、月表物質成分和可利用資源調查、地球等離子體層探測和月基光學天文觀測等。
新看點
6項“首次”實現歷史性突破
中國探月工程新聞發言人、工程二期任務副總設計師裴照宇說，嫦娥三號任務將在六個方面實現歷史性的突破。首次實現我國航天器在地外天體軟著陸。嫦娥三號探測器經過主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段等6個階段的減速，實現從月距面15公里高度安全下降至月球表面。中國將成為繼美蘇之后第3個實施月球軟著陸的國家。首次實現我國航天器在地外天體巡視探測。全世界只有美國實現了載人登月，蘇聯開展了2次月面無人巡視探測任務，中國是第2個實施無人月球巡視探測的國家。首次實現對月面探測器的遙操作。嫦娥三號巡視器遙操作，采用自主加地面控制相結合的方式，根據獲取到的環境參數，在地面完成任務規劃，而巡視器自主具備完成局部規劃、避障和安全監測、應急保護的能力。首次研制我國大型深空站，初步建成覆蓋行星際的深空測控通信網。通過探月工程的實施，我國完全掌握了大口徑高效率天線的設計、制造、安裝技術，遠距離、弱信號條件下發射、接收技術，實現了高精度、快速測定軌和月面定位目標。首次在月面開展多種形式的科學探測。嫦娥三號搭載8臺科學載荷，用以完成3項科學探測任務。首次研制建設一系列高水平特種試驗設施，創新形成了一系列先進試驗方法。“這6個首次，彰顯了中國探月工程走的是一條自主創新之路，是一條跨越發展之路。”裴照宇說。
如何實現探月軟著陸？
不能飛太快 否則被砸碎
當“嫦娥三號”完成發射、飛行到達月球時，著陸探測器采取不同制導方式，經過主動減速、調整接近、懸停避障等飛行階段，實現路徑優、燃料省、誤差小的安全著陸。落月的技巧是不能飛太快，不然將被砸成碎片。
落月關鍵1
近月點15公里處進行動力下降
此前，嫦娥一號和二號對到達月球的路徑已經做了先期的成功探索。由于任務需要，嫦娥三號的路徑設計還要在此前基礎上更進一層，且難度和風險大大增強。它要在近月點15公里處進行動力下降，接著實現月面軟著陸，然后再進行月面巡視勘察。這15公里的動力下降，是以拋物線下降。探測器的相對速度要從1.7公里/秒逐漸減為0，過程主要靠探測器自主來完成，人工干預的可能性幾乎為零。距月面100米處時，探測器還要懸停，對月面進行拍照，避開障礙物，尋找著陸點。對于地面工程人員來說，這一過程尚屬首次，存在兩大風險。一是關鍵設備都是新研制的，包括GNC系統（制導、導航與控制系統）和我國首臺全新的7500牛變推力空間發動機。二是軟著陸區域的地形地貌存在一定程度的不確定性。等到探測器在月面實現軟著陸后，著陸器和巡視器還要進行分離，實現互相拍攝。著陸器基本固定在一個位置，巡視器則需要從著陸器上“走”下來，進行月面巡視勘察。在月面路徑中，還涉及到“地面遙操作”和“巡視器自主控制”相結合的技術手段。除了地面遙操作外，巡視器也可以利用計算機，對圖像進行處理、識別障礙，規劃出相對較近的局部路徑，控制自身的移動。這時候，巡視器就是一個自主移動的機器人了。
落月關鍵2
在反推火箭作用下慢慢下降
中國繞月探測工程首任首席科學家、中國科學院院士歐陽自遠介紹，嫦娥三號任務將是中國第一次軟著陸在另外一個天體上，從技術上說還有很多困難，過程很艱難。在月球上著陸分離前，“玉兔號”月球車一直藏身在著陸器里面，兩個一塊兒降落月球。這是中國航天器首次在地外天體軟著陸，首先要能被月亮“抓住”。“從地球上飛過去要被月球抓住，跑得太快飛跑了，跑得太慢撞上去了，所以一定要恰到好處，速度、距離要剛好飛到月球邊，被月亮抓住，變成月球的衛星”，歐陽自遠說，要安全著陸，就不能像嫦娥一號那樣硬著陸，而要軟著陸。歐陽自遠提到，月球的真空環境是嫦娥三號軟著陸遇到的最大困難，讓降落傘無用武之地，只能調整到很低的位置，朝著目標降落。“下降速度越來越快的話，到了月球表面就會被砸碎”，歐陽自遠介紹，只能有一個辦法，就是在著陸器下方安裝幾臺發動機，把整個著陸器往上推，慢慢降落。為降落在合適的位置，嫦娥三號還將像直升機一樣懸停。歐陽自遠介紹，著陸器是智能的，飛到離月球表面約100米高處時，底下的相機就會通過拍照趕快反饋信息，如果下面有個大坑，需要挪個地方，它就會自己平移，等照相機告訴它地面平了，才會降落。歐陽自遠介紹，嫦娥三號在反推火箭的作用下慢慢下降，直到離月面4米高時再度懸停，把底下的發動機關掉，這樣才能安全著陸。
