陜西科技助力人類探測器首次月球背面軟著陸

2019-01-04 09:03:55|來源:陜西傳媒網|編輯:李妍|責編:趙瀅溪

  此圖片為嫦娥四號著陸器監視相機C拍攝的著陸點南側月球背面圖像,巡視器將朝此方向駛向月球表面。記者從國家航天局獲悉,1月3日10時26分,嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面預選著陸區,並通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖,揭開了古老月背的神秘面紗。此次任務實現了人類探測器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信,開啟了人類月球探測新篇章。 新華社發(國家航天局供圖)

  嫦娥四號月背著陸 實現了人類探測器首次月背軟著陸 發回了人類探測器在月背拍攝的第一圖

  這是人類第一次揭開古老月背的神秘面紗。2019年1月3日10時26分,嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內,實現人類探測器首次月背軟著陸。

  經過約38萬公里、26天的漫長飛行,1月3日,嫦娥四號進入距月面15公里的落月準備軌道。

  北京航天飛行控制中心大廳內,隨著現場工作人員一聲令下,嫦娥四號探測器從距離月面15公里處開始實施動力下降,探測器的速度逐步從相對月球1.7公里每秒降為零。

  在6到8公里處,探測器進行快速姿態調整,不斷接近月球;在距月面100米處開始懸停,對障礙物和坡度進行識別,並自主避障;選定相對平坦的區域後,開始緩速垂直下降。最終,在反推發動機和著陸緩衝機構的“保駕護航”下,一噸多重的探測器成功著陸在月球背面東經177.6度、南緯45.5度附近的預選著陸區。

  嫦娥四號著陸區地形起伏達6000米,是太陽系中已知最大的撞擊坑之一,被認為對研究月球和太陽系早期歷史具有重要價值。

  “月球背面是一片難得的寧靜之地,屏蔽了來自地球的無線電信號干擾。這次探測可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白,將為研究恒星起源和星雲演化提供重要資料。”探月工程嫦娥四號任務新聞發言人于國斌説。

  落月後,通過“鵲橋”中繼星的“牽線搭橋”,嫦娥四號探測器進行了太陽翼和定向天線展開等多項工作,建立了定向天線高碼速率鏈路,實現了月背和地面穩定通信的“小目標”。

  11時40分,嫦娥四號著陸器獲取了月背影像圖並傳回地面。這是人類探測器在月球背面拍攝的第一張圖片。

  後續,嫦娥四號探測器將通過“鵲橋”中繼星的中繼通信,開展設備工作模式調整等工作,擇機實施著陸器與巡視器分離。

  從嫦娥奔月到萬戶飛天,從“天眼”探秘到載人航天,探索浩瀚宇宙,是中華兒女不懈追求的偉大夢想。“這一刻,我們都是幸福的追夢人!”得知嫦娥四號著陸的喜訊,年近九旬的“兩彈一星”功勳科學家孫家棟院士豪情滿懷。

  圖為嫦娥四號著陸器監視相機C拍攝的玉兔二號巡視器走上月面影像圖。1月3日晚間,嫦娥四號著陸器與巡視器成功分離,玉兔二號巡視器(即月球車)順利駛抵月背表面。著陸器上監視相機拍攝了玉兔二號在月背留下第一道痕跡的影像圖,並由“鵲橋”中繼星傳回地面。新華社發(國家航天局供圖) 

  陜西科技為嫦娥四號裝上“眼睛”

  1月3日上午,嫦娥四號探測器在月球背面軟著陸。位於西安航天基地的航天科技集團五院西安分院為嫦娥四號探測器研製的測距測速敏感器,也稱落月雷達,相當於為嫦娥四號探測器裝上了探路的“眼睛”,使其落月更穩更準。

  航天科技集團五院西安分院院長李軍介紹,月球背面有很多高山和低窪處,起伏不定,給嫦娥四號探測器落月造成了極大的困難。嫦娥四號中繼衛星這座高空數據中轉站負責向嫦娥四號探測器落月傳遞信息,但信息在傳遞過程中難免會産生時間差,帶來信號傳遞的延緩。而整個落月過程時間短、速度快,因此需要借助其他科技手段為落月導航。西安分院為嫦娥四號探測器研製的落月雷達通過把握速度和距離的信息,使其可以輕盈落月。

  據了解,落月雷達類似于汽車的行車雷達和倒車雷達,它能夠幫助嫦娥四號探測器控制身姿順利“泊車”。可以説,落月雷達是嫦娥四號探測器尋找落月路的“眼睛”。為了研製出這個落月雷達,西安分院的設計師們開展了艱苦卓絕的技術攻關,做了多次吊車試驗和校飛試驗,反復模擬驗證落月雷達的性能指標,以滿足需求。

  另外,西安分院還為嫦娥四號中繼衛星研製了測控分系統、天線分系統、中繼通信分系統,使嫦娥四號探測器與地球時刻保持通信暢通。(記者 沈謙)

  圖為嫦娥四號巡視器車輪。新華社發(國家航天局供圖) 

  航天六院為嫦娥四號提供動力

  1月3日10時26分,嫦娥四號探測器順利著陸月球南極,代表全人類首次探訪月球背面。位於西安航天基地的航天科技集團六院研製生産的1台7500N(牛頓)變推力發動機和近30台小推力姿控發動機,為嫦娥四號探測器平穩降落月背提供了強大而精準的動力。

  記者獲悉:由於探月任務的不同,嫦娥四號探測器的著陸方式與工作狀態性能也有了很大的改變和提升。月球正面有較為寬闊的平原,雖有許多隕石坑,但其坑底相對平整,嫦娥三號探測器可採取弧形軌跡緩慢著陸。而月球背面的地形則更為複雜,隕石坑更多,地勢更陡峭。為了避免撞到峭壁,嫦娥四號探測器採取了近乎垂直的著陸方式。

  航天科技集團六院院長劉志讓説,為了確保嫦娥四號探測器順利降落,航天六院從人員資格、零組件生産過程、配套産品優選確認、裝配過程式控制制、對外介面品質、量化控制、外購外協産品品質控制等8個方面提出了品質控制要求。該院在分析發動機固有特性的基礎上,對發動機控制策略進行了優化和完善,大大提升了發動機啟動的可靠性。另外,針對嫦娥四號探測器發射後工作模式繁多等情況,該院提出研製部分智慧自主控製程序,根據預先設定的條件自主調節工作狀態,使嫦娥四號探測器在降落時大大提升了環境適應性。

  助力嫦娥四號平穩降落的“主打産品”——7500N變推力發動機,其技術和性能實現了多項突破。該發動機可實現推力從1500N到7500N大範圍的連續變化,承擔了嫦娥四號探測器靠近月球後減速、下降的主要動力。它能按照控制指令準確、快速改變推力,實現探測器的中途修正、近月制動及軟著陸。(記者 沈謙)

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