“嫦娥四号”成功实施近月制动,总设计师详解“太空刹车”难点

探测器飞临月球附近时,必须对其进行减速。这次“刹车”的难点又在哪?对此,我们对“嫦娥四号”探测器的总设计师孙泽洲进行了独家采访。

图片来源:视觉中国

“刹车”顺利 已进入环月椭圆轨道

昨天(12日),“嫦娥四号”在太空中,踩了一脚漂亮的“刹车”。

来自国防科工局和国家航天局的消息。北京时间昨天下午16时45分,“嫦娥四号”探测器经过110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,被月球捕获,顺利进入近月点约100公里的环月轨道。

将在轨测试中继链路及轨道修正

后续“嫦娥四号”探测器还将在环月椭圆轨道运行一段时间,开展与中继星的中继链路在轨测试和导航敏感器在轨测试;确保探测器最终能进入预定的着陆区,择机实施月球背面软着陆。

为什么要近月“刹车”?难在哪?

近月制动是月球探测器飞行过程中一次关键的轨道控制。探测器飞临月球附近时,其相对速度高于2.38公里/秒的月球逃逸速度,因此必须对探测器进行减速。

那么这次“刹车”的难点又在哪?对此,我们对“嫦娥四号”探测器的总设计师孙泽洲进行了独家采访。听听他是怎么说。

至关重要的一次“太空刹车”

孙泽洲介绍,“嫦娥四号”探测器要着陆到月球上,首先需要变成一颗月球的卫星。这就需要探测器在接近月球时及时减速,让它被月球的引力捕获。

航天科技集团五院 “嫦娥四号”探测器总设计师 孙泽洲:这个过程就是短暂唯一的。就是减大了,我们可能就撞到月球上,如果减小了或者没减,那可能它就飞离月球。对于系统的这种可靠性,对于这种要求非常高了。

不急!“嫦娥四号”绕月飞行时间长

经过时间和速度上的精确控制,“嫦娥四号”成功变成了一颗月球卫星,不过它却并不着急着陆,据了解,“嫦娥四号”绕月飞行的时间要比“嫦娥三号”多出十几天,这又是为什么呢?

航天科技集团五院 “嫦娥四号”探测器总设计师 孙泽洲:我们希望在(着陆区当地)上午的时候着陆到月面。我们第一次近月制动之后,这轨道面到我们着陆区上方的时候,正好是着陆区的晚上。

长时间绕月飞行为等“白天”降落

孙泽洲介绍,为了让探测器落到月球上就能得到充分的太阳光能以便展开工作,就需要在月球的白天着陆。由于月球自转的周期刚好是28天,也就是说在月球上的“一天”相当于地球上的一个月,所以在月球黑夜开始绕月飞行的“嫦娥四号”探测器就要等上大约半个月,才能让它赶在月球的白天实施着陆。

在月球背面着陆有多难?

在“嫦娥四号”成功“刹车”、开始环月飞行之后,即将开始世界首次月球背面的软着陆和巡视探测。

那么,要着陆到月球背面的“嫦娥四号”将面临哪些难题?可能遇到怎样的风险和挑战?我们的探测器又做了怎样的准备呢?

着陆区地形比“虹湾”更复杂

要探索月球背面,选择合适的着陆点很重要。我国在进行首次月球软着陆任务,也就是“嫦娥三号”任务之前,不仅获取了高分辨率的全月图,还对预选的着陆区“虹湾”进行了高精度的成像。而此次,“嫦娥四号”的着陆区——月球背面的“冯卡门”撞击坑,不仅没有精确的成像作为参考,同时地形要比“虹湾”更加复杂。

航天科技集团五院“嫦娥四号”探测器总设计师 孙泽洲:月球背面基本都是以高山、撞击坑,环形山等等来分布,很难找一个比较大面积的这样一个平坦的区域,这样一来我们在月球背面软着陆,我们势必要对于着陆的精度就要求更高。

地势崎岖影响探测器判断高度速度

崎岖的地势不仅不利于寻找合适的着陆地点,地势忽高忽低也会影响探测器对距月面高度和相对速度的判断,这对着陆过程的影响更加致命。为此,探测器在导航控制上进行了特殊设计。

航天科技集团五院“嫦娥四号”探测器总设计师 孙泽洲:(嫦娥)三号跟(嫦娥)四号有点区别,就是(嫦娥)三号应该说是一个抛物线形式的下来,而我们(嫦娥四号)现在基本上是一个垂直的方式下来。

改进后月球车越障能力迎全新考验

而着陆到月面后,月球背面的复杂地形也会给“嫦娥四号”的巡视器,也就是月球车的行驶带来很大影响。在“嫦娥三号”的时候,月球车曾出现故障,为此,设计人员在“嫦娥四号”中对月球车进行了进一步改进。

航天科技集团五院“嫦娥四号”探测器总设计师 孙泽洲:我们可以爬20度坡,越200毫米的障碍,应该说在相当于一个小尺度的范围之内,我们还是可以完成这样一个巡视探测任务的。

来源:央视新闻客户端 查看原文

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