嫦娥四號(hào)踏上奔月征程 她與“三姐”有何不同？

　　國(guó)防科工局、國(guó)家航天局消息，12月8日2時(shí)23分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦娥四號(hào)探測(cè)器，開(kāi)啟了月球探測(cè)的新旅程。

　　嫦娥四號(hào)將經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行，最終實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次月球背面軟著陸，開(kāi)展月球背面就位探測(cè)及巡視探測(cè)，并通過(guò)已在使命軌道運(yùn)行的“鵲橋”中繼星，實(shí)現(xiàn)月球背面與地球之間的中繼通信。

　　記者從該探測(cè)器抓總研制單位中國(guó)航天科技集團(tuán)五院了解到，嫦娥四號(hào)與嫦娥三號(hào)是一對(duì)“雙胞胎”，當(dāng)“三姐”圓滿完成任務(wù)后，原本作為替補(bǔ)的“四妹”被賦予了新的擔(dān)當(dāng)，將成為在月球背面軟著陸和巡視勘察的先鋒。

　　為了應(yīng)對(duì)全新任務(wù)帶來(lái)的新問(wèn)題、新挑戰(zhàn)，五院科研團(tuán)隊(duì)對(duì)嫦娥四號(hào)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)與研制改進(jìn)。因此，“四妹”雖然與“三姐”外貌一樣，其實(shí)已經(jīng)脫胎換骨。歸結(jié)起來(lái)，主要有幾大方面不同。

　　科學(xué)目標(biāo)不同

　　2013年實(shí)施的嫦娥三號(hào)任務(wù)，以“測(cè)月、巡天、觀地”為科學(xué)目標(biāo)，即開(kāi)展月球形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查、開(kāi)展月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查、進(jìn)行月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究，以及日—地—月空間環(huán)境探測(cè)與月基天文觀測(cè)。

　　而嫦娥四號(hào)任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)都將在月球背面完成，包括實(shí)現(xiàn)月基低頻射電天文觀測(cè)，月球背面巡視區(qū)形貌、礦物組份探測(cè)，月球背面巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)探測(cè)等。

　　“因?yàn)檫^(guò)去沒(méi)有別的探測(cè)器在月球背面降落過(guò)，所以不論是探地形還是探月壤成分，都將是人類(lèi)首次獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)?！痹撎綔y(cè)器項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)張熇說(shuō)。

　　工程目標(biāo)不同

　　通過(guò)實(shí)施重大航天實(shí)踐推動(dòng)工程的進(jìn)步，是中國(guó)航天跨越發(fā)展的重要途徑和經(jīng)驗(yàn)，月球探測(cè)工程更是如此。

　　嫦娥三號(hào)任務(wù)的工程目標(biāo)有3個(gè)：突破月面軟著陸、月面巡視勘察；研制月面軟著陸探測(cè)器和巡視探測(cè)器，建立地面深空站；建立月球探測(cè)航天工程基本體系，形成重大項(xiàng)目實(shí)施的科學(xué)有效的工程方法。習(xí)近平總書(shū)記曾評(píng)價(jià)：“嫦娥三號(hào)任務(wù)圓滿成功，為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展樹(shù)立了新的里程碑，在人類(lèi)攀登科技高峰征程中刷新了中國(guó)高度?！?/p>

　　站在這樣的起點(diǎn)上，嫦娥四號(hào)將向著更高的目標(biāo)攀登。其任務(wù)工程目標(biāo)鎖定在兩個(gè)“國(guó)際首次”：首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實(shí)現(xiàn)地月L2點(diǎn)中繼星對(duì)地對(duì)月的測(cè)控、數(shù)傳中繼。

　　著陸環(huán)境不同

　　嫦娥三號(hào)著陸區(qū)是月球正面的虹灣地區(qū)。那里布滿了月海玄武巖，地勢(shì)較為開(kāi)闊、平坦。作為大型撞擊坑、月海、高地的交匯地區(qū)，那里既便于選擇科學(xué)勘察目標(biāo)，也有利于與地球通信聯(lián)系。

　　而嫦娥四號(hào)的首選著陸地點(diǎn)，是位于月球背面南極艾特肯盆地中部的馮·卡門(mén)撞擊坑。探測(cè)器系統(tǒng)項(xiàng)目產(chǎn)品保證經(jīng)理吳學(xué)英說(shuō)，該著陸區(qū)面積比虹灣地區(qū)小了許多，但是月球背面山峰林立、大坑套小坑，很難找出更大、更平坦的地方供嫦娥四號(hào)安身。

　　要在這樣的環(huán)境條件下平安降落，嫦娥四號(hào)需要有比嫦娥三號(hào)更高的著陸精度，并要采取幾乎垂直的降落方式。

　　通信方式不同

　　無(wú)論探測(cè)器飛多遠(yuǎn)，都需要測(cè)控通信系統(tǒng)作為聯(lián)絡(luò)的紐帶。深空探測(cè)任務(wù)周期長(zhǎng)、通信時(shí)延大、鏈路帶寬有限、信號(hào)衰減明顯，測(cè)控通信難度很大，對(duì)星上設(shè)備、地面設(shè)備都有很高要求。

　　而落在月球背面的嫦娥四號(hào)，通信信號(hào)完全被月球遮擋，與地面通信更是難上加難。

　　既然無(wú)法像嫦娥三號(hào)那樣直接和地面聯(lián)系，“飛鴿傳書(shū)”的任務(wù)只能落到中繼衛(wèi)星身上。今年5月21日，我國(guó)成功發(fā)射“鵲橋”中繼衛(wèi)星，并架設(shè)在地月拉格朗日2點(diǎn)。通過(guò)它實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)“接力”，嫦娥四號(hào)才能夠跟家鄉(xiāng)的親人聯(lián)絡(luò)。

　　有效載荷不同

　　嫦娥四號(hào)與嫦娥三號(hào)有一樣的“身形”和“骨架”，攜帶的裝備卻不一樣。

　　嫦娥三號(hào)有效載荷大致可以分為三類(lèi)：第一類(lèi)用來(lái)觀察月球，包括全景相機(jī)、地形地貌相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)等；第二類(lèi)用來(lái)觀測(cè)宇宙，主要由月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡承擔(dān)；第三類(lèi)用來(lái)觀察地球周?chē)牡入x子層。三種載荷各有所長(zhǎng)，也能相互配合。

　　而月球背面可以屏蔽地球無(wú)線電干擾，對(duì)許多科學(xué)研究項(xiàng)目來(lái)說(shuō)具有天然優(yōu)勢(shì)。根據(jù)著陸區(qū)域和科學(xué)目標(biāo)的變化，科研團(tuán)隊(duì)為嫦娥四號(hào)配備了8臺(tái)有效載荷。其中，著陸器攜帶了地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、低頻射電頻譜儀等，巡視器裝有全景相機(jī)、紅外成像光譜儀、測(cè)月雷達(dá)等。值得一提的是，此次任務(wù)還搭載了“國(guó)際范兒”裝備，分別與荷蘭、德國(guó)、瑞典、沙特開(kāi)展科學(xué)載荷方面的國(guó)際合作。

　　除了上述區(qū)別，科研團(tuán)隊(duì)還在軌道設(shè)計(jì)、動(dòng)力下降策略、休眠喚醒策略等方面進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，突破一系列關(guān)鍵技術(shù)，并制定了符合任務(wù)特征的故障預(yù)案，以全力保障嫦娥四號(hào)順利完成這次非凡之旅。（付毅飛）

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