今天上午10點(diǎn)26分，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，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(wù)實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)了人類歷史上與月球背面的第一次“親密接觸”。據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》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(huán)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(yīng)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(zhǔn)備。在距離月面15公里的高度，“定時(shí)定量”啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始快速減速。在一邊往前飛一邊下降的同時(shí)，嫦娥四號快速調(diào)整姿勢調(diào)整速度，在距離月面8公里的高度時(shí)調(diào)整至垂直下降。然后它繼續(xù)下降，待發(fā)現(xiàn)下方100米就是月面時(shí)，為了保證落地時(shí)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(diǎn)后才緩緩地飄了下去。

據(jù)介紹，嫦娥四號首選著陸區(qū)為月球南極-艾特肯盆地。與嫦娥三號平坦的虹灣著陸區(qū)相比，艾特肯盆地的地形就崎嶇得多。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，虹灣著陸區(qū)的地形起伏僅800米，而艾特肯盆地的地形起伏達(dá)到6000米，而且充滿大大小小的撞擊坑。這就對探測器著陸區(qū)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(tǒng)總設(shè)計(jì)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(yīng)這次著陸區(qū)域的崎嶇地形，嫦娥四號采取了近乎垂直著陸的軌跡，以準(zhǔn)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(yè)局探月與航天工程中心在北京舉行儀式，正式啟動(dòng)嫦娥四號任務(wù)月球車全球征名活動(dòng)，并對外公布嫦娥四號月球探測器——著陸器和月球車外觀設(shè)計(jì)構(gòu)型。

中繼通信靠“鵲橋”

嫦娥四號這次任務(wù)的另一大難點(diǎn)是著陸區(qū)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(jìn)行操作。所有的信息傳輸都需要在“鵲橋”的中轉(zhuǎn)下完成，無疑極大增加了落月任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)介紹，這個(gè)中轉(zhuǎn)過程會產(chǎn)生60秒左右的時(shí)間差，而整個(gè)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(yù)的方式讓嫦娥四號安全落月，那么等地面指令發(fā)送過去，它的狀態(tài)已經(jīng)跟指令發(fā)出時(shí)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(dǎo)航落月。對地面人員來說，這個(gè)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(xiàn)問題影響數(shù)據(jù)的上傳，這次特意設(shè)計(jì)了延時(shí)數(shù)據(jù)注入功能，就是提前把要注入著陸器計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送到著陸器上的某個(gè)地方暫存，這個(gè)數(shù)據(jù)包是帶有時(shí)間標(biāo)簽的，待到著陸器上的時(shí)間和該標(biāo)簽相同時(shí)，數(shù)據(jù)便自動(dòng)注入。

此外，全系統(tǒng)還可以“全程自主故障診斷與重構(gòu)”，就是萬一真的發(fā)生了故障，系統(tǒng)可以隨時(shí)自己給自己進(jìn)行“診斷”，找到病灶并剔除病灶，通過身體各部分功能的優(yōu)化再組合，確保機(jī)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(shí)現(xiàn)了在月球背面的軟著陸，這是中國航天創(chuàng)造的又一個(gè)人類第一次，任務(wù)的成功在為航天強(qiáng)國建設(shè)踏出重要一步的同時(shí)，也再次把我國航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制技術(shù)提升到了一個(gè)新的高度。

關(guān)鍵詞： 嫦娥落月背 鵲橋