嫦娥四号“月背探险”背后:选点、落地、数据中继皆难点

11日晚,嫦娥四号探测器系统总设计师、火星探测器总设计师孙泽洲回到母校南京航空航天大学,向南航学子讲述嫦娥四号背后故事。南航萱

中新网南京4月12日报道:中国嫦娥四号为何选择“月背探险”?着陆地点为何选择月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑?嫦娥四号项目总体难点在哪里?11日晚,嫦娥四号探测器系统总设计师、火星探测器总设计师孙泽洲回到母校南京航空航天大学,向南航学子讲述嫦娥四号背后故事。

11日晚,嫦娥四号探测器系统总设计师、火星探测器总设计师孙泽洲回到母校南京航空航天大学,向南航学子讲述嫦娥四号背后故事。南航萱

——嫦娥四号为何选择“月背探险”?

2019年1月3日,中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆,实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了“中国足迹”。

孙泽洲介绍说,到目前为止,世界上约有20个航天器着陆在月球正面。前苏联的Luna系列,美国的勘探者系列、阿波罗系列,中国的嫦娥三号等均落在月球正面。嫦娥四号奔月之前,月背还是一片尚无人类航天器踏足的“无人区”。

孙泽洲表示,嫦娥四号选择“月背探险”有其特殊科学意义:一是,这已不再是普通探测月球表面的情况,而是要对月球更深层的地质构造进行探究,对人类研究行星的形成与演化具有重要意义;二是,地球上很难探测到来自宇宙中的微弱的低频射电,而月背就像一个天然屏障,屏蔽了地球低频辐射照射,因此是空间射电天文观测理想位置,这也是为了期待对宇宙的低频射电观测有新的科学发现。

11日晚,南京航空航天大学举办嫦娥四号研制团队校友思政公开课。南航萱

人类首张黑洞照片北京时间10日晚在全球多地同步“惊艳”亮相。

孙泽洲进一步告诉中新网记者,这次人类对黑洞照片的“冲洗”,是通过射电天文观测来实现的,而嫦娥四号同样是利用月背天然屏障进行低频射电观测,只是频段不同。

——着陆点为何选择月背南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑?

2019年1月3日,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,并传回人类探测器在月球背面拍摄的首张图片。孙泽洲表示,着陆区须有科学探测的意义和价值,同时,着陆地点的选择,也受到工程实践的约束。

他说,嫦娥四号探测器着陆在南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑有诸多因素。一是地理因素。月球背面地势起伏崎岖,着陆的区域整体上比较平坦,能在月背大大小小的坑中找到一块平坦的地方着陆,是很不容易的。同时,南极-艾特肯盆地是太阳系最古老、最大的撞击坑,最深处可达到7到8公里,这就为探测月球深层地质构造创造了便捷的条件。二是,着陆地点同样受到工程实践约束。不同的着陆点,对探测器的能源、热控设计要求大不相同,嫦娥四号利用了很多当时嫦娥三号的产品,因此只能在相对有限的约束条件下选择着陆点。

——嫦娥四号项目总体难点在哪里?

在孙泽洲看来,在月背复杂地形软着陆、地月数据中继,是嫦娥四号项目的两个最大难点。

他表示,月背地势崎岖,这意味着满足着陆安全条件的区域小,要求我们必须实现高精度、高可靠着陆。同时,月球背面无法与地球进行直接通信,这就要求我们要进行数据中继,实现不间断的全时中继覆盖,并且要在多重约束下完成中继系统设置。

孙泽洲表示,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车唤醒后工作正常。从目前运行状况看,中国嫦娥四号在月面上已开展第四月昼工作,所携带的载荷均已正常工作,红外成像探测、测月雷达探测、中性原子探测等多方面获得了大量有效数据。经初步判断,探测结果符合预期。截至目前,“玉兔二号”月球车已在月面行走累计178米。

11日晚,南京航空航天大学举办嫦娥四号研制团队校友思政公开课。南航萱

——嫦娥系列研制过程中是否遇到过低谷?

30多岁就加入嫦娥团队、历经嫦娥系列研制过程的孙泽洲向中新网记者坦陈,嫦娥系列研制过程中遇到很多困难,低谷也很多。

“从嫦娥一号,到嫦娥三号,到嫦娥四号,过程中应该说很多新技术、新产品出现过很多反复,甚至出现过重大技术方案调整的情况,这些都是我们最困难的时候。”他说。

他表示,科研道路上,遇到小技术问题时,要举轻若重;遇到挫折时,则需举重若轻,展现良好的心态和状态,鼓励团队攻坚克难。

在中国航空航天人的共同不懈努力下,中国嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆。孙泽洲透露,项目成功后,他给妈妈发微信报喜,告诉她一切顺利。

孙泽洲说,中国的深空探测起步较晚。但是中国人的月球探测、火星探测不是简单重走别人走过的路,有自己的特点。嫦娥五号预计于2019年底发射,实现采样返回任务。这也是中国探月工程“绕、落、回”三步走战略的最后一步。