中新社西昌12月2日电 题:嫦娥三号的“五大使命”
中新社记者 张子扬
承载着中国“探月梦”的嫦娥三号月球探测器,2日凌晨在西昌发射升空。经过十多天飞行后,嫦娥三号将实施月面软着陆。而从那一刻起,它将肩负起“五大使命”。
首次在地外天体软着陆
作为“落月”探测的执行者,嫦娥三号将采用与嫦娥二号相同的奔月方式,即由运载火箭直接送入地月转移轨道,从近月点进入环月轨道,运行数天后,进入椭圆轨道。
当到达高度为15千米的近月点后,嫦娥三号开始动力下降。由于月球上没有大气,嫦娥三号无法依靠降落伞着陆,只能由着陆器上的反推发动机来减缓下降速度,最终实现月面软着陆。
嫦娥三号将实现与月球的亲密接触,期间如何克服月球引力、避开月面障碍物,实现安全平稳着陆,至关重要。
首次实现着陆器与月球车联合探测
嫦娥三号由着陆器和巡视器(月球车)两部分组成,它们在月面软着陆后,将实施着陆器和巡视器的联合探测。
据了解,着陆器将在月球着陆位置上进行就位探测,而“月球车”则从着陆器上走下来,先围绕着陆器进行“两器互拍”,然后按规划在月球表面一定区域范围内进行巡视探测,为此将涉及移动、环境感知、路径规划、自主避障以及遥分析、遥操作和虚拟现场等关键技术。
尽管嫦娥二号提供了精细的“地图”,但月球车行走路径中仍有许多不确定因素,地面科技人员如何对远在40万公里外的月球车进行遥操作、月球车在月面上如何自主避障、月球车行进过程中是否会有意外的科学发现等问题,是嫦娥三号的使命之一。
降落虹湾 曾是人类研究月球的空白区
按照原先公布的计划,嫦娥三号的预选着陆区有5个,分别是虹湾、酒海、湿海、开普勒和阿里斯基撞击坑。但综合各方面情况,虹湾地区的地势相对平缓,最适合探测器着陆。
中科院院士、中国探月工程高级顾问欧阳自远说,月球上有很多地方以“海”“洋”命名。但月亮上没有一滴水。和地球一样,月球上也有开阔的平原、高地、连绵不断的山脉,而那些布满在月面上大大小小的撞击坑,则是月球早期受到如陨石、小行星等猛烈撞击的历史见证。
“我们希望了解虹湾的知识。比如那里有什么石头,成分是什么,起因如何。”欧阳自远说。
另外,嫦娥二号为了保障嫦娥三号“落”得安全,不至于掉到大的月坑里,已经用CCD立体相机对虹湾进行了局域超高分辨率立体成像,以确保“万无一失”。
低温零下180度挑战着陆器“生命极限”
据了解,着陆器的计划工作寿命是一年,月球车只有三个月。因此,嫦娥三号必须克服月夜生存的问题。
由于月昼、月夜分别长达14个地球日,且月表的昼夜温差极大,月昼可高达160摄氏度,月夜最低可降至零下180摄氏度,因此,嫦娥三号探测器系统将首次采用同位素温差电源与热利用技术、先进的热控技术、低重力环境下机构的重复展开与收拢、月尘环境下机构的润滑与密封等技术,以保证月球车平安度过月夜,继续开展科学探测。
观天、看地、测月
嫦娥三号任务的三大科学目标,即:月表形貌与地质构造调查;月表物质成分和可利用资源调查;地球等离子层探测和月基光学天文观测。
为实现以上科学目标,嫦娥三号搭载了八台有效载荷,其中,月基光学望远镜、极紫外相机和测月雷达都是国际上首次应用于月球探测器。
据月球科学领域专家介绍,在月亮上观天文是世界上很多天文学家最想做的事情之一。月基光学望远镜,相当于人类把“天文台”架到了月球上。在月球观测天空,研究星系、恒星的活动。
月基光学望远镜由望远镜主体、反射镜转台组成。对各种天文变源的亮度变化行为进行长时间连续监测,然后拍照把数据传回地球。因此形象称之为“观天”。
而安装在着陆器上的极紫外相机,它的任务主要是“看地”——对地球赤道附近等离子体层进行极紫外成像探测。嫦娥三号月面软着陆后,离地球38万公里,能够看到地球等离子层的全貌。通过对地球周围的等离子体层产生的辐射进行全方位、长期的观测研究,获取地球等离子体层三维图像,有助于了解太阳和地球的相互关系。
测月雷达搭载在月球车上,主要进行巡视路线上月球浅表层结构探测,研究月壤厚度与结构特征。月球车在月面行走,测月雷达可以测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构。
专家称,中国在这方面可谓“开创先河”。
