嫦娥落月背 開啟了人類月球探測新篇章

今天上午10點26分，“嫦娥四號”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，并通過“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。

嫦娥四號落月難在哪里

人類第一次!1月3日，中國研制的嫦娥四號探測器成功降落在月球背面，實現了人類歷史上與月球背面的第一次“親密接觸”。據《環球時報》記者了解，之所以月球背面如此人際罕至，就在于這里的特殊環境讓探測器登陸難度極大增加。相比于六年前嫦娥三號的那次月球正面著陸，嫦娥四號這次堪稱“盲降”。

垂直著陸適應月球背面的崎嶇地形

在接到降落指令后，嫦娥四號探測器首先是掉頭，做好下降準備。在距離月面15公里的高度，“定時定量”啟動發動機開始快速減速。在一邊往前飛一邊下降的同時，嫦娥四號快速調整姿勢調整速度，在距離月面8公里的高度時調整至垂直下降。然后它繼續下降，待發現下方100米就是月面時，為了保證落地時每只腳都不踩到石頭上、踩到坑里，嫦娥四號稍稍“歇歇腳”，待自行找好著陸點后才緩緩地飄了下去。

據介紹，嫦娥四號首選著陸區為月球南極-艾特肯盆地。與嫦娥三號平坦的虹灣著陸區相比，艾特肯盆地的地形就崎嶇得多。相關數據顯示，虹灣著陸區的地形起伏僅800米，而艾特肯盆地的地形起伏達到6000米，而且充滿大大小小的撞擊坑。這就對探測器著陸區的選擇和著陸精度提出了更高的要求。

嫦娥四號探測器系統總設計師孫澤洲介紹說，嫦娥三號的著陸軌跡是一條拋物線，而為適應這次著陸區域的崎嶇地形，嫦娥四號采取了近乎垂直著陸的軌跡，以準確測量自身所處的高度。

2018年8月15日，中國國家國防科技工業局探月與航天工程中心在北京舉行儀式，正式啟動嫦娥四號任務月球車全球征名活動，并對外公布嫦娥四號月球探測器——著陸器和月球車外觀設計構型。

中繼通信靠“鵲橋”

嫦娥四號這次任務的另一大難點是著陸區在月球背面，使探測器無法同地球直接通信，必須用中繼星中繼的方式。尤其是在下降過程中，著陸器也不能對地直接通信，只能通過中繼星“鵲橋”進行操作。所有的信息傳輸都需要在“鵲橋”的中轉下完成，無疑極大增加了落月任務的風險。

據介紹，這個中轉過程會產生60秒左右的時間差，而整個落月過程僅有600秒左右，落月速度又十分快，如果通過地面人工干預的方式讓嫦娥四號安全落月，那么等地面指令發送過去，它的狀態已經跟指令發出時完全不同了。因此嫦娥四號只能通過提前輸入的落月信息，在測距測速等敏感器的幫助下自主導航落月。對地面人員來說，這個過程近乎是“盲降”。

為防止在最緊張的、不可逆的月球背面著陸過程中“鵲橋”出現問題影響數據的上傳，這次特意設計了延時數據注入功能，就是提前把要注入著陸器計算機的數據發送到著陸器上的某個地方暫存，這個數據包是帶有時間標簽的，待到著陸器上的時間和該標簽相同時，數據便自動注入。

此外，全系統還可以“全程自主故障診斷與重構”，就是萬一真的發生了故障，系統可以隨時自己給自己進行“診斷”，找到病灶并剔除病灶，通過身體各部分功能的優化再組合，確保機體整體功能的正常，確保落月過程的萬無一失。

嫦娥四號成功踏足月球，實現了在月球背面的軟著陸，這是中國航天創造的又一個人類第一次，任務的成功在為航天強國建設踏出重要一步的同時，也再次把我國航天器制導、導航與控制技術提升到了一個新的高度。

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