-
嫦娥四號(hào)著陸月球,十大看點(diǎn)告訴你到底有多牛!
關(guān)鍵字: 嫦娥四號(hào)探月任務(wù)看點(diǎn)六:為什么四天就到月球,還遲遲不著陸?
嫦娥四號(hào)早在12月8日就出發(fā),使用了我國(guó)目前深空探測(cè)的最強(qiáng)火箭長(zhǎng)三乙改III型。3.8噸重的它僅花了4天14時(shí)16分就完成了發(fā)射、軌道校正、近月制動(dòng)、進(jìn)入工作軌道,是四次主要任務(wù)中最短的一個(gè)。但依然等到了2019年1月3日才進(jìn)行著陸任務(wù)。
為什么需要這么長(zhǎng)的時(shí)間呢?
是為了等待時(shí)機(jī)。
月球被潮汐鎖定,自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)相同,導(dǎo)致它的一天就是一年,一半是黑夜一半是白天。換做地球時(shí)間就是近14天交替的白天黑夜。在進(jìn)入月球軌道后,嫦娥四號(hào)一邊測(cè)試儀器,一邊等待月球進(jìn)入白天,畢竟它的主要能量來(lái)源是太陽(yáng)能。
光線照射形成的影子,也是著陸時(shí)判斷地形的重要圖像參考(圖源:NASA)
另一方面,由于降落地點(diǎn)處于南極附近,它需要逐漸調(diào)整軌道傾角才能經(jīng)過這里,比較耗時(shí)。同時(shí),也要等待太陽(yáng)光照在月球的角度達(dá)到理想的狀態(tài),這樣所有的地貌都會(huì)有比較清晰的陰影,最大程度輔助光學(xué)設(shè)備選擇并定位著陸地點(diǎn)。
網(wǎng)上有說法是,阿波羅登月的選擇時(shí)間參考了中國(guó)的傳統(tǒng)歷法——農(nóng)歷,某種程度上,這個(gè)說法挺有道理,因?yàn)檗r(nóng)歷與月相一致,月相又說明了月球上太陽(yáng)光照情況。這是登月設(shè)備的重要參考。
看點(diǎn)七:嫦娥四號(hào)著陸怎么“走位”?
由于降落的難度大大增加,嫦娥四號(hào)的著陸方式也將作出改動(dòng)。由于著陸地的獨(dú)特地貌特點(diǎn),它的避障需求遠(yuǎn)高于其他著陸任務(wù)。
嫦娥三號(hào)和四號(hào)動(dòng)力下降過程對(duì)比(圖源:李飛等)
可以看出,在進(jìn)入準(zhǔn)備階段后,嫦娥四號(hào)的軌跡不降反升,而后進(jìn)入一個(gè)幾乎要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離垂直下降過程,期間完成避障、懸停、精避障、緩速降落全過程,難度極大。這么一個(gè)復(fù)雜的“走位”,對(duì)自主導(dǎo)航制導(dǎo)與控制要求極高。
看點(diǎn)八:嫦娥四號(hào)的能量怎么來(lái)?
采用太陽(yáng)能電池板和充電電池組合,是很多月球探測(cè)器的基本配備。在(月球)白天,月球上太陽(yáng)能極其充沛,太陽(yáng)能電池板充電,剩余電能儲(chǔ)蓄下來(lái),所有系統(tǒng)正常工作。晚上能量不足,只能冬眠或降低工作強(qiáng)度。我國(guó)的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)任務(wù),以及蘇聯(lián)、美國(guó)諸多無(wú)人探測(cè)器,大都采用這個(gè)方案。
2013年12月2日發(fā)射的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)月球車,它們能量主要依靠太陽(yáng)能電池板(圖源:中國(guó)航天科技集團(tuán))
為應(yīng)對(duì)夜晚過低的溫度,探測(cè)器還需要攜帶放射性同位素元素钚-238,它的半衰期長(zhǎng)達(dá)88年,會(huì)源源不斷釋放熱量,做保溫用,嫦娥三號(hào)即是如此。與此同時(shí),它的熱量也可以收集起來(lái)用以發(fā)電,這就是大名鼎鼎的“核電池”,太陽(yáng)系的五個(gè)使者:先鋒十號(hào)、先鋒十一號(hào)、旅行者一號(hào)、旅行者二號(hào)、新視野號(hào),皆是依靠它實(shí)現(xiàn)了深空之旅。
而在嫦娥四號(hào)上,中國(guó)將首次實(shí)驗(yàn)自己的“核電池”技術(shù)。盡管它不是最主要的能量來(lái)源,但這個(gè)突破已經(jīng)意義重大。
看點(diǎn)九:逆襲的備份!
嫦娥四號(hào)原本是嫦娥三號(hào)的備份版本,但毫無(wú)疑問,目前它的科學(xué)和工程目標(biāo)都大大超出了前者。在嫦娥四號(hào)動(dòng)力下降過程中,它需要鵲橋號(hào)配合完成全部動(dòng)作,這就要求對(duì)星上傳感器和核心降落輔助設(shè)備進(jìn)行全新升級(jí)。
月面微型生態(tài)圈,帶有馬鈴薯、蠶、擬南芥和生命支撐系統(tǒng)(圖源:重慶大學(xué))
基于過往經(jīng)驗(yàn),嫦娥四號(hào)對(duì)月球車進(jìn)行了一定改進(jìn),以期延長(zhǎng)使用壽命,擴(kuò)大科研成果。太陽(yáng)能帆板系統(tǒng)也升級(jí)為高效三結(jié)砷化鎵材料,能量來(lái)源更強(qiáng)勁。對(duì)嫦娥三號(hào)已有的測(cè)月雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。
此外,在科學(xué)儀器上,為充分利用月球背后的“干凈”天文觀測(cè)條件,它新增了探測(cè)中子及輻射劑量、低頻射電和中性原子等一系列設(shè)備。除了科研,它還攜帶了一個(gè)以科普為主要目標(biāo)的月面微型生態(tài)圈,里面有幾種生物,也是人類首次進(jìn)行月面生物實(shí)驗(yàn)。
看點(diǎn)十:國(guó)際合作大突破
嫦娥探月工程作為中國(guó)最具標(biāo)志性大型科學(xué)研究項(xiàng)目之一,在擴(kuò)展中國(guó)航天國(guó)際影響力、甚至直接促進(jìn)國(guó)際合作方面的意義對(duì)我國(guó)而言是無(wú)可取代的,而嫦娥四號(hào)任務(wù)(本質(zhì)上鵲橋號(hào)中繼衛(wèi)星也屬于嫦娥四號(hào)任務(wù)的一部分)更是為中國(guó)航天邁出了突破性的一步。
嫦娥四號(hào)任務(wù)的火箭整流罩上有眾多國(guó)際機(jī)構(gòu),可以看出這是個(gè)高度國(guó)際化的任務(wù)(圖源:中國(guó)航天科技集團(tuán))
在科學(xué)方面,低射頻電探測(cè)儀是與荷蘭合作,月表中子與輻射劑量探測(cè)儀是與德國(guó)合作,中性原子探測(cè)儀是和瑞典合作,月球小型光學(xué)成像探測(cè)儀是與沙特合作。
在任務(wù)成功后,嫦娥四號(hào)收集來(lái)的一手科研數(shù)據(jù)將會(huì)對(duì)外全部公開,歡迎全世界科學(xué)家共同研究。一言以蔽之:嫦娥工程是近些年中國(guó)航天在國(guó)際上最大的一張名片,造成廣泛影響的同時(shí),也在行業(yè)內(nèi)外得到了很多關(guān)注,是我國(guó)航天對(duì)外開放吸引合作的最佳平臺(tái)。
因而,眼前的嫦娥四號(hào),不僅是中國(guó)的,更是全世界的。它的科學(xué)和工程意義,對(duì)整個(gè)人類而言都是重大突破。
主要參考文獻(xiàn):
1. 文中的“吳偉仁等”指來(lái)自此期刊文章:吳偉仁,王瓊,唐玉華,等. “嫦娥4號(hào)”月球背面軟著陸任務(wù)設(shè)計(jì)[J]. 深空探測(cè)學(xué)報(bào),2017, 4(2):111-117.
2. 文中的“李飛等”指來(lái)自此期刊文章:李飛, 張熇, 吳學(xué)英, 等. 月球背面地形對(duì)軟著陸探測(cè)的影響分析[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào), 2017, 4(2): 143-149.
3. NASA最早提出的完整月球信號(hào)中繼方案可見文章:Farquhar, W. (1972). A halo-orbit lunar station.
4. 南極-艾特肯盆地高程原圖來(lái)自:Potter, R. W. K., G. S. Collins, W. S. Kiefer, P. J. McGovern, and D. A. Kring (2012), Constraining the size of the South Pole-Aitken basin impact, Icarus, 220, 730–743, doi:10.1016/j.icarus.2012.05.032.
(本文中標(biāo)明來(lái)源的圖片均已獲得授權(quán))
來(lái)源:微信公號(hào)“科學(xué)大院”(ID:kexuedayuan)作者:太空精釀
- 原標(biāo)題:嫦娥四號(hào)著陸月球,十大看點(diǎn)告訴你到底有多牛!
- 責(zé)任編輯:何書睿
- 最后更新: 2019-01-03 14:24:29
-
首張?jiān)虑虮趁鎴D片來(lái)啦!
2019-01-03 12:54 航空航天 -
人類首次!嫦娥四號(hào)成功著陸月背
2019-01-03 12:08 觀察者頭條 -
OPPO小米走紅 國(guó)產(chǎn)手機(jī)在臺(tái)灣的進(jìn)擊之路
2019-01-03 10:45 手機(jī) -
這個(gè)曾比ARM還火的架構(gòu)即將開源!中國(guó)造芯新機(jī)遇
2019-01-03 10:30 產(chǎn)業(yè)萬(wàn)象 -
最新調(diào)查:中國(guó)領(lǐng)跑23項(xiàng)尖端領(lǐng)域論文,美國(guó)7項(xiàng)
2019-01-03 09:48 -
世界首次!復(fù)興號(hào)將實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛
2019-01-02 22:42 -
世界首條鈉離子電池生產(chǎn)線投入運(yùn)營(yíng)
2019-01-02 14:35 -
物理學(xué)家 :暗物質(zhì)是什么我也不知道
2019-01-02 10:40 -
美國(guó)“新視野”號(hào)探測(cè)器近距離飛越太陽(yáng)系邊緣小天體
2019-01-01 14:09 航空航天 -
“雖是太空競(jìng)賽后來(lái)者,但中國(guó)最可能獲勝”
2018-12-31 22:47 航空航天 -
東芝宣布SCiB可充電電池業(yè)務(wù)拆分并獨(dú)立
2018-12-31 10:40 -
iPhone XS Max首次自燃 客服拒額外賠償
2018-12-30 21:11 手機(jī) -
實(shí)時(shí)厘米級(jí)!浙江高精度衛(wèi)星定位服務(wù)免費(fèi)開放
2018-12-30 20:07 科技前沿 -
一箭七星送云海二號(hào)上天 中國(guó)航天2018發(fā)射圓滿收官
2018-12-29 20:59 航空航天 -
中國(guó)科大在超冷原子拓?fù)淞孔芋w系研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
2018-12-29 16:09 -
智能音箱這一年:飆增15倍!四巨頭哭著收割市場(chǎng)
2018-12-29 14:13 -
聯(lián)想筆記本出現(xiàn)GTX 1160配置選項(xiàng):最高6GB顯存
2018-12-29 08:46 -
小米Pocophone F2首曝 高性價(jià)比新旗艦
2018-12-29 08:42 手機(jī) -
分辨率達(dá)到50納米!我國(guó)掌握高端超分辨光學(xué)顯微鏡研制能力
2018-12-29 07:27 中國(guó)超越
相關(guān)推薦 -
匯豐香港加入CIPS,“人民幣使用與中國(guó)經(jīng)濟(jì)不成比” 評(píng)論 63低調(diào)的“懺悔日”行動(dòng),以色列竟提前通知伊朗? 評(píng)論 176美高官找補(bǔ):中方領(lǐng)先了,但美國(guó)還沒出手 評(píng)論 170三波!以色列襲擊伊朗數(shù)十個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo) 評(píng)論 578目睹這些場(chǎng)景,良心不會(huì)痛嗎 評(píng)論 328最新聞 Hot
-
低調(diào)的“懺悔日”行動(dòng),以色列竟提前通知伊朗?
-
三波!以色列襲擊伊朗數(shù)十個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)
-
美高官找補(bǔ):中方領(lǐng)先了,但美國(guó)還沒出手
-
拜登正式道歉
-
“從美國(guó)沒撈到好處,印度掉頭找中國(guó)去”
-
緊盯中國(guó)!英首相:不能對(duì)太平洋視而不見
-
他反思:歐盟必須停止對(duì)世界說教,才能對(duì)抗中俄
-
對(duì)華關(guān)系,英財(cái)相居然對(duì)美國(guó)“慕了”
-
目睹這些場(chǎng)景,良心不會(huì)痛嗎
-
“金磚為什么火?因?yàn)闆]走西方拉幫結(jié)派的老路”
-
“公用火力發(fā)電比例高于中國(guó),美領(lǐng)導(dǎo)地位危”
-
他倆定期“秘密對(duì)話”?克宮回應(yīng)
-
以色列襲擊黎巴嫩南部,致3名記者死亡
-
美衛(wèi)星解體恐殃及中國(guó),“很難評(píng)估有多糟糕”
-
怕特朗普攪局,歐盟擬加碼“長(zhǎng)期維持”對(duì)俄制裁
-
“伊朗已下令準(zhǔn)備開戰(zhàn),考慮發(fā)射1000枚導(dǎo)彈回?fù)簟?/a>
-