巴蜀网

 找回密码
 免费注册

QQ登录

只需一步,快速开始

开启左侧
 楼主: 谁说的等待|查看: 6595|回复: 77
[2019年] 

回味难忘之旅 嫦娥四号探测器奔月一周年啦

 [复制链接]
 qyq163 发表于: 2019-1-13 15:26:01|显示全部楼层

揭秘嫦娥四号、玉兔二号关键技术

源自:光明日报
  星河灿烂,深空浩渺,“嫦娥”一词凝聚了千百年来中国人对探月的向往。1月11日,嫦娥四号着陆器与玉兔二号月球车正常工作,并发回了清晰的互拍图像,嫦娥四号任务圆满成功,我国探月工程“五战五捷”。这是人类发射的探测器首次在月球背面着陆,中国航天科工集团有限公司(以下简称航天科工)党组书记、董事长高红卫介绍,航天科工为嫦娥四号任务提供20余项技术产品,为“绕、落、分、行”等各个阶段提供了全程保障支撑,记者采访了航天科工相关专家,请他们解读数项关键技术。
  稳住绕月飞行速度
  在漫长的奔月旅行中,嫦娥四号要经过多次加速变换飞行轨道后,才能最终抵达月球,由航天科工研制生产的高精度加速度计组合一路保驾护航,平稳地完成了嫦娥四号的速度变化控制,保障落月任务的圆满完成。据航天科工三院新闻发言人黄程友介绍,这一组合的核心部件──石英挠性加速度计称得上是“功勋神器”,其产品性能在国内首屈一指,曾先后助力神舟系列飞船的11次飞行任务和嫦娥三号飞行任务圆满成功。
  “在此次嫦娥四号飞行任务中,该组合主要承担三大使命,即在地球和月球转移变轨控制、环月轨道保持控制和动力下降三大阶段测量嫦娥四号飞行的加速度,从而控制嫦娥四号的速度变化,以实现精确的变轨控制和平稳、准确的着陆控制。”黄程友说。
  据介绍,此次为嫦娥四号研制的高精度加速度计组合,采用新型设计方案,为核心部件石英挠性加速度计打造全新的配套电路,大大提高了其可靠性,研制团队还做了大量开创性设计,使产品成本更低、体积更小、重量更轻、功耗更小。
  助力落月优美姿态
  在历经奔月旅程和绕月飞行后,嫦娥四号在月球背面成功着陆,开启全球首秀。由航天科工三院研制的γ关机敏感器肩负的任务就是让嫦娥四号在最后的旅途中准时“刹车”,精准落月。
  要让探测器踏上月球,必须实现月背“软着陆”。随着落月过程的开始,置于嫦娥四号底部的γ关机敏感器便实时测量嫦娥四号与月球表面的距离。当γ关机敏感器探测到距月球表面数米高度时,便发出关机指令,关闭轨道控制和姿态控制发动机。这个关机指令的发出,是实现“嫦娥落月”的关键动作,这一瞬间,决定着“落月”任务的成败。当轨道控制和姿态控制发动机关闭,就会停止给嫦娥四号提供推力,嫦娥四号就会在月球引力作用下以自由落体的方式下落,最终翩然降落在月球表面。
  据项目团队相关负责人介绍,此次嫦娥四号任务中,γ关机敏感器在近月环境下精确测距,精准关闭了轨道控制和姿态控制发动机,有效保障了嫦娥四号的首次月背软着陆成功。
  精准分离月球车
  落月之后,嫦娥四号着陆器就要和玉兔二号月球车分离,这样,月球车才能按自主轨道顺利滑向月球表面,进行月球表面巡视工作。分离时,车体连接解锁机构就要开始发挥作用,而航天科工研制的连接解锁机构能否在既定时间按时解锁,是此次任务成败的关键环节之一,决定着玉兔二号能不能顺利踏上月球表面。
  此前,航天科工研制的连接解锁机构已在嫦娥三号、载人航天工程等任务中成功应用。在载人航天工程中,它就像飞船的臂膀,毫秒不差、收放自如地将各个舱段按需拆合,保障飞船安全进入轨道运行、返回地球、到达预定着陆点和安全着陆等各关键阶段。而在此次嫦娥四号任务中,连接解锁机构再次稳定发挥,让玉兔二号与嫦娥四号着陆器精准分离,踏上月球开展科研任务。
  赋予月球车敏捷身手
  与着陆器分离后,如何让玉兔二号灵活地“走起来”,顺利完成避障、越障、爬坡等动作,也是本次任务的一个关键环节。为此,航天科工为其定制了两种电动机,一种是用于车轮驱动和转向驱动的电动机,可以让月球车行动自如;另一种是用于机械臂分系统关节驱动的电动机,可以让机械臂灵活有力。
  据航天科工十院此项目技术专家陈强介绍,这些驱动电动机于2008年研制成功,历时5年的迭代成长,曾于2013年伴随嫦娥三号实现了太空首秀,其功能主要是驱动玉兔一号在月球表面移动和转向。为了克服月球表面相差几百度的温差,设计师采用巧妙的机械机构,将电机各零部件组合在一起,使电动机能够在温度变化极大的情况下可靠运行,同时也有效防止月球表面的尘埃污染电机内部。
  目前,玉兔二号已经开展了月午休眠及唤醒、两器互拍等任务,随着嫦娥四号任务转入科学探测阶段,玉兔二号将继续开展月面巡视探测研究,而这些电动机将让其保持敏捷的身手。
  除了这几项关键技术,在火箭发射阶段,航天科工自主研制的自动测控设备还完成了运载火箭测量、远距离测试—发射控制等任务,同时还为嫦娥四号提供了声表面波器件产品、晶体元器件产品、蓄电池组、连接器、继电器、金属软管、紧固件等核心技术和产品。高红卫介绍,在嫦娥四号任务期间,航天科工还为所提供的零部件都建立了全寿命、可追溯、可跟踪的电子档案,确保各参试产品安全可靠,为“嫦娥”飞得又稳又美,“玉兔”灵活敏捷提供保障。
  (记者:詹媛)
 闪亮山 发表于: 2019-1-13 10:53:00|显示全部楼层
▲温馨提示:图片的宽度最好1800 像素,目前最佳显示是 900 像素,请勿小于 900 像素▲

驻留月背 嫦娥四号还有哪些事要做

源自:环球网
原文标题:驻留月背 嫦娥四号还有哪些事要做

  1月11日,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器完成两器互拍,嫦娥四号任务取得成功。从此,“嫦娥”和“玉兔”开始了长期驻留月背的生活,接下来的日子里,它们还有哪些事要做?

迎接月背严酷环境考验
  由于长期受到陨石的冲击,月球背面月表环境更为严酷。嫦娥四号着陆器虽已成功落月,“玉兔二号”的月背之旅却注定不是坦途。2014年,嫦娥三号月球车“玉兔号”在进入第二个月夜之前就因故障而止步。
  此外,月球上白昼时温度最高达150摄氏度,黑夜时低至零下180摄氏度,一个夜晚相当于地球14天。如何度过炎炎晌午,如何在漫漫长夜里抵御严寒,对“嫦娥”和“玉兔”都是很大的挑战。
  针对这些问题,科研人员们已提前做了考虑。月夜降临时,“玉兔二号”会找好栖身之所,收起桅杆,合上太阳翼,同着陆器一起休眠。直到太阳照射到太阳翼的电池片上,沉睡的“嫦娥”和“玉兔”才会被唤醒,开启新的旅行。
  中国探月工程总设计师吴伟仁院士介绍说,“玉兔二号”还对电缆钩挂系统进行了电缆最小化裸露改进,针对钩挂、摩擦等应用场景做了上千次试验,大幅提升了整体可靠性。

观天测地破解宇宙谜题
  恒星的起源是什么?星云是如何演化的?月背的辐射又怎样?要尝试解答这些天文谜题,“嫦娥”和“玉兔”在月背的科学任务可谓满满当当。他们的科学任务主要有3个方面──
  “耳听”,听来自宇宙深处的微弱电磁信号。嫦娥四号着陆器和中继星上分别安装了中国研制的低频射电频谱仪和中-荷合作研制的低频射电探测仪。到月球背面开展低频射电天文观测是天文学家梦寐以求的。中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖说,这样的天文观测是研究太阳、行星及太阳系外天体的重要手段,也将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。
  “眼观”,观察月球剖面的物质成分。“玉兔二号”装备了一台测月雷达,配合全景相机、地形地貌相机和红外成像光谱仪,可以获取集地形地貌、物质成分、浅层结构于一体的综合地质剖面。这个剖面一旦建立,对揭示着陆区域地质演化历史、演化细节将有重大贡献。
  “手摸”,触摸月球表面的独特环境。嫦娥四号上的载荷还将对月面中子与辐射剂量、中性原子等月表环境进行探测,研究宇宙辐射、太阳风与月面物质相互作用的情况。
源自:解放军报

  嫦娥四号探月“五战五捷”圆满完成任务振奋人心
部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有;如有侵权,请联系(见页底)删除
 wsch1688688 发表于: 2019-1-13 04:23:00|显示全部楼层

嫦娥四号全景相机实现毫米量级的空间分辨率

源自:大洋网-广州日报
原文标题:嫦娥四号全景相机实现毫米量级的空间分辨率

  
T91c-hrpcmqw0242880.png
  新华社西安1月12日电(记者:付瑞霞)嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器已经顺利完成互拍,着陆器的彩色照片正是由玉兔二号巡视器搭载的全景相机拍摄的,该相机由中国科学院西安光学精密机械研究所研制。
  嫦娥四号全景相机主任设计师杨建峰告诉记者,此次搭载的全景相机由两台一模一样的相机组成,安装在玉兔二号巡视器的桅杆上,距月面的距离是1.5米,这与一个正常人眼睛离地面的距离相当。“两个相机之间的距离是270毫米,就像是人的两只眼睛一样,能够实现三维立体成像,跟随巡视器对巡视区进行近距离勘测,从而仔细观察月球的地形地貌。”
  依靠桅杆的左右旋转和上下俯仰,全景相机可以360度旋转拍摄周边图像,在工作中它将拍摄几十上百张图片,再拼接出整个环拍区域地形地貌的全部形态。
  据了解,嫦娥四号全景相机具有黑白和彩色两种成像模式,可实现从巡视器脚下到月球边际无穷远的清晰成像,并且在近距离观测时可实现毫米量级的空间分辨率。同时,全景相机拍摄的图像也将对巡视器上其他载荷的探测起到指导作用。
 楼主|谁说的等待 发表于: 2019-1-12 12:53:19|显示全部楼层

玉兔二号着陆器互拍 看嫦娥四号在月背做的三件大事

源自:新浪科技综合
源自:中国科普博览

  还记得2013年12月15日,玉兔号踏上月面之后,着陆器的地形地貌相机和月球车玉兔的全景相机的两器互拍么?
1wEf-hrpcmqv6248468.jpg
  午休之后的玉兔二号于1月10日被唤醒。11日,时隔5年,我们再次看到了着陆器和月球车历史性的两器互拍!
  据新华社报道,11日下午,嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器工作正常,在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍,地面接收图像清晰完好,中外科学载荷工作正常,探测数据有效下传,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,中国探月工程取得“五战五捷”。
IYVS-hrpcmqv6248517.jpg
嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器互拍(来源:央视)

一:嫦娥四号着陆后的日程安排
  2019年1月3日上午10:26,嫦娥四号月球探测器顺利着陆在月球背面东经177.6°,南纬45.5°的冯·卡门撞击坑中,成为人类首颗成功软着陆月球背面的探测器。
  1月3日22:22分,月球车“玉兔二号”顺利踏上月球背面!它将接替玉兔号月球车,成为“看星星最多的兔子”!
Lepf-hrpcmqv6248566.jpg
不(左上)嫦娥四号降落相机的照片和LROC NAC影像的匹配,来源:LROC/ASU[1](左下)冯·卡门撞击坑位置(右)嫦娥四号着陆区。来源:LROC WAC/NAC/haibaraemily 上图右边这个大约3×5公里的区域,就是小兔子着陆后,在月背的主要活动范围。

从1月3日22:22分到1月4日晚17:00,嫦娥四号已完成
  着陆器与玉兔二号巡视器(月球车)分离
REut-hrpcmqv6248626.jpg
嫦娥三号释放月球车玉兔号(左)和嫦娥四号释放月球车玉兔2号(右),由各自的监视相机C拍摄。来源:探月工程
  着陆器上的低频射电频谱仪的三根5米天线展开到位
  着陆器上的德国月表中子及辐射剂量探测仪(LND)开机测试
  着陆器上的地形地貌相机拍摄的影像图陆续通过中继星鹊桥传回地球
  玉兔二号与中继星成功建立独立数传链路,完成了环境感知、路径规划
  玉兔二号按计划在月面行走到达A点,测月雷达、全景相机已开机,工作正常。其他有效载荷陆续开机。
Bmta-hrpcmqv6248708.jpg
着陆器监视相机C拍摄的行走到A点的玉兔二号。
  这里就是玉兔二号的A点了,此前几天里,嫦娥四号迎来了月昼的高温考验。为了应对高温,玉兔二号选择择机进入“午休”模式。小兔子在这里进行了午休。

二:嫦娥四号在月背做的三件大事
嫦娥四号此行主要有三大目标

  1、探测月球背面巡视区的地形地貌、矿物成分;
  2、探测背面巡视区的浅表层结构;
  3、利用月球背面得天独厚的射电天文环境展开低频射电天文观测。
  要完成这些目标,嫦娥四号带了不少“身怀绝技”的科学仪器。
  作为嫦娥三号的备份机,嫦娥四号不管是外形还是携带的科学仪器都很大程度上继承了嫦娥三号,各自都携带了8个科学仪器,但根据实际探测目标和探测环境的变化对携带的科学仪器做出了新的调整[2-4]。
KcE4-hrpcmqv6248764.jpg
1。降落相机(着陆器):看清降落过程中的月表状况
  降落相机位于着陆器底部,大小116×100×70.4毫米,重约0.5公斤,硬件指标与嫦娥三号的着陆相机相同。
  降落相机的主要任务是在着陆器降落过程中获取不同时段不同高度处降落区域的地形地貌数据,因此会一直垂直指向月表。
IJjc-hrpcmqv6248851.jpg
  嫦娥四号动力下降过程中(左)和软着陆月背后(右)降落相机拍摄的月面。来源:中国航天科技集团、探月工程
  这两张就是1月3日嫦娥四号降落相机拍摄的月面照片[5],上一节介绍的嫦娥四号具体着陆区范围就是根据这些照片判断的。
  由于降落相机只在降落过程中使用,所以它的工作时间非常短,只有几分钟。
  也就是说,早在1月3日,降落相机就已经出色完成了任务!

2。地形地貌相机(着陆器):看清着陆区附近的地形地貌
  地形地貌相机位于着陆器顶部,大小为92×105×118.9毫米,重约0.64公斤,可以拍摄可见光波段下的彩色影像,硬件指标与嫦娥三号的地形地貌相机相同,由中科院光电技术研究所研制。
  地形地貌相机的主要任务是拍摄月球表面和月球车的影像,可以拍摄着陆区周围360°的全景照片。
  这是当年嫦娥三号的着陆器地形地貌相机在2013年12月20日拍摄的全景照片拼接图,可以看到自己的太阳能板和一部分组件、远处的月球车玉兔,以及玉兔留下的车辙。
1Tma-hrpcmqv6248900.jpg
来源:Chinese Academy of Sciences/Don Davis [6]
  2019年1月11日,嫦娥四号的地形地貌相机也给我们带来这样壮观的景色。
c3TL-hrpcmqv6248967.jpg
“嫦娥四号”着陆器地形地貌相机环拍全景图(圆柱投影)(图片来源:国家航天局)
iY_C-hrpcmqv6249029.jpg
“嫦娥四号”着陆器地形地貌相机环拍全景图(方位投影)(图片来源:国家航天局)

3。低频射电频谱仪(着陆器):开展天文观测
  低频射电频谱仪是嫦娥四号为了充分利用月球背面天然无干扰的射电天文环境而新搭载的仪器,任务是在月球背面进行太阳低频射电特征和月表射电环境的观测,填补0.1-40 MHz范围内的射电观测空白[1]。
  3根5米长的低频射电频谱仪天线是为了分别接收电磁波信号的三个相互垂直的分量,这也是嫦娥四号着陆器与3号在外形上最显著的区别。
cHuF-hrpcmqv6249089.jpg
来源:中国探月工程
  由于电离层的阻挡,波长10米以上的电磁波几乎完全无法穿透大气来到地球表面,想要对这类以及波长更长的低频电磁波进行观测,就必须离开地球大气层──月球背面就是一个极佳的观测场所。
_kYH-hrpcmqv6249142.jpg
地球大气的电磁波窗口。来源:维基
  事实上,除了地球电离层的干扰,月球背面的低频射电观测还能有效屏蔽人类活动的干扰──10米以上在天文上是所谓的超长波(低频),但在人类社会活动看来却属于“短波”(“高频”)段,这可是民用无线电广播的主要频段。
  另一方面,着陆器上搭载的低频射电频谱仪还会与鹊桥中继卫星上携带的荷兰研发的低频射电探测仪(NCLE)(0.1-80 MHz)协同观测,互为验证和补充。

4。月表中子及辐射剂量探测仪[德](着陆器):探测月表辐射剂量
  与德国基尔大学合作研制,搭载在着陆器上,目标是测量月表包括带电粒子、γ射线和中子的综合粒子辐射剂量和LET谱,以及月表快中子能谱、热中子通量等参数。
bjpO-hrpcmqv6249170.jpg
两个盒子分别是月表中子及辐射剂量探测仪的传感头和电子单元。来源:[7]
  测这些可以做什么呢?最直接的目的可以实地探测月球表面的辐射剂量。
  人类想要探索太空,就必须要保护自己免于各种空间辐射的伤害,那首先我们就得知道不同地方的辐射剂量有多大。
  近地轨道上的辐射剂量可以由空间站的宇航员直接测量,那月球的呢?目前为止只有两个探测器进行过测量──印度月船1号上的辐射剂量检测仪(RADOM,不过这个仪器并不是印度自己的,而是保加利亚科学院研制和搭载的)和NASA月球勘测轨道飞行器(LRO)搭载的宇宙射线望远镜(CRaTER),但这两个探测器都只是测量了环月轨道(距离月球表面分别为100公里和50公里高度)上的辐射剂量。
  迄今为止,我们还没有对月球表面的辐射(包括一次辐射和二次辐射)进行过实地探测[7]──这正是嫦娥四号将要做的。也就是说,嫦娥四号将首次测量月球表面的各种粒子辐射剂量,为未来载人登月的安全活动和月表综合粒子辐射模型修正提供数据支持。
  除了测量月表辐射之外,对热中子的测量还能帮助我们估算着陆区浅表层的水含量(实际探测的是氢,注意这里的水也是各种形态的水的统称,可能是水冰,也可能是羟基)。不过需要注意的是,这里的“探测水”和探测月球极区永久阴影区中的可能暴露的水冰完全不是一回事──极区永久阴影区通常分布在南北纬70度以上的极区,而冯·卡门撞击坑仅仅在中纬度(南纬45度)而已,离永久阴影区还远得很呐。

5全景相机(巡视器):拍摄月球车沿途情况
  巡视器(月球车)上搭载了2台全景相机,大小90×110×120毫米,总重约0.69公斤。嫦娥四号上搭载的全景相机与嫦娥三号上的全景相机是“双胞胎”,是当年制造嫦娥三号的时候由中科院西安光机所同时研制生产的。
  全景相机安装在月球车的桅杆上,可以实现对月球车沿途不同测区的360°黑白和彩色成像,还能通过2台相机对目标进行立体成像。
dXWJ-hrpcmqv6249235.jpg
这是当年嫦娥三号的月球车玉兔在N205点拍摄的全景照片拼接图,可以看到自己的低频测月雷达天线、自己碾过的车辙,以及远处的着陆器。来源:[7]

6红外成像光谱仪(巡视器):分析月表矿物成分
  红外成像光谱仪位于月球车前侧,大小255×172×162毫米,重约4.69公斤,有可见光近红外(450-950纳米)和近红外短波红外(900-2400纳米)两个通道,硬件指标与嫦娥三号的红外光谱仪大致相同,由上海技物所研制生产。
  红外成像光谱仪主要是通过测量目标区域的光谱,通过光谱中的吸收特征来探测月球车沿途有哪些矿物,分布是什么样的。由于嫦娥四号月球车不再携带粒子激发X射线谱仪(因此也就不需要机器臂了),红外成像光谱仪就成了嫦娥四号上唯一一台器上可以进行化学成分分析的仪器。

7测月雷达(巡视器):探测月球浅表层结构
  由中科院电子所研制,通过主动发射和接收电磁波信号来探测月球车沿途地下的浅表层结构剖面,例如月壤厚度、月壳浅层结构等,帮助我们追溯巡视区所在区域的地质历史。
  测月雷达的主要原理是不同物质的介电常数(可以简单理解为让电磁波衰减的能力)不同,因此探测器收到的从不同物质分界面反射回来的电磁波的时间和强度就会不同。那么反过来,通过测量到的雷达接收时间和反射强度,就可以反推这些雷达信号穿过了哪些不同的物质,每层物质有多厚。
Ktp0-hrpcmqv6249274.jpg
测月雷达的工作原理。来源:IECAS
  嫦娥四号和三号一样,搭载了2个不同频率的测月雷达,为的是兼顾探测深度和探测分辨率:
  低频测月雷达(第一通道)天线位于月球车后部,中心频率40~80 MHz,分辨率较低(米级),但可以探测较深的地下结构(≥100米);
  高频测月雷达(第二通道)天线位于月球车底部,中心频率250-750 MHz,分辨率较高(≤30厘米),但只能探测较浅的地下结构(≥30米)。
ahMH-hrpcmqv6249347.jpg
红色箭头所指的就是2根低频测月雷达天线,高频测月雷达是蝶形天线,安置在月球车底部。改编自:中国航天科技集团

8中性原子探测仪[瑞典](巡视器):探测太阳风和月壤的相互作用机制
  与瑞典空间物理研究所合作研制,搭载在月球车上。目标是测量月球车沿途0.01-10 keV能量范围内的能量中性原子和正离子,帮助我们了解太阳风是如何与月壤是相互作用的。
XomD-hrpcmqv6249417.jpg
嫦娥四号月球车搭载的中性原子探测仪。来源:IRF[8]
  不同于有磁场保护的地球,太阳风里的带电粒子会长驱直入直接打到月球表面,反射和溅射出能量中性原子(Energetic neutral atom,简称ENA)和其他粒子。
  印度的月船1号探测器曾经用由欧空局研制的亚千电子伏原子反射分析仪(SARA)进行过相关观测,还通过这些探测结果研究了月球区域性的磁异常。
  但月船1号的初步探测结果留下了两个谜团[8,9]:1)月船1号只在距月面100公里的环月轨道上进行了探测,但月球表面的情况是怎样的?2)月船1号的探测结果显示,太阳风打到月壤上之后,有高达20%的太阳风质子以高能中性原子的形式反射出来,这个比例远高于之前的理论估计,实际情况真的是这样吗?
  这些都是嫦娥4号打算探测和试图解开的问题,这些探测将帮助我们进一步了解太阳风和月壤的相互作用机制。
  这也将是人类首次在月球表面进行中性原子探测。

9科普载荷(着陆器):种土豆、养果蝇
  除了上面8个科学载荷之外,本次嫦娥四号任务还携带了重庆大学研制的科普载荷──月面微型生态圈。这是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”,高18厘米,直径16厘米,净容积约0.8升,总重量3公斤,安置在着陆器上。
  “罐子”里将放置马铃薯种子、拟南芥种子、果蝇、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备,观察和验证动植物在月面太阳自然光照和低重力条件下的生长状况。
qC7m-hrpcmqv6249474.jpg
月面微型生态圈初样件。来源:重庆大学
部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有;如有侵权,请联系(见页底)删除
 闪亮山 发表于: 2019-1-12 04:08:00|显示全部楼层

人类首次 嫦娥四号为啥能在月球上干成这件大事?

源自:央视
原文标题:人类首次!嫦娥四号为啥能在月球上干成这件大事?

  1月11日下午,探月工程传来捷报,嫦娥四号任务取得圆满成功,在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现了月球背面与地球的测控通信,揭开了古老月背的神秘面纱,在月球背面留下了人类探月的第一行足迹,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。而这是中国航天科技人员,不畏高风险和高难度,攻坚克难,勇于创新的结果。
nc-v-hrpcmqv5658710.png
  今天下午,举世瞩目的嫦娥四号探测器的着陆器和玉兔二号巡视器顺利实现互拍,并传回照片,标志着嫦娥四号任务取得圆满成功。过去一周多时间,嫦娥四号成为全世界的焦点。
  距离地球40多万公里的月球背面,被称为“秘境中的秘境”,公元2019年沉寂了亿万年的月球背面第一次迎来了地球访客。北京时间1月3日上午10时 26分,中国人研制的嫦娥四号探测器,顺利降落在月球背面冯·卡门撞击坑内预定的着陆区里。
wYDB-hrpcmqv5657290.png
  11时 40分,嫦娥四号传回世界上第一张近距离拍摄的月背影像图,人类第一次近距离揭开了古老月背的神秘面纱。
ndCl-hrpcmqv5657307.png
  顺利着陆11个多小时后,嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器成功分离,玉兔二号巡视器──也就是月球车顺利驶抵月背表面。玉兔二号是人类送上月球的第7辆月球车,也是第一辆在月球背面行驶的月球车。
  嫦娥四号成功着陆月球背面的消息发布,引起了国际主流媒体和国际航天专家的高度关注。美联社、路透社、法新社等国际主流通讯社也纷纷以“人类首次”来描述嫦娥四号成功着陆月球背面的消息。英国《卫报》也把这次着陆定义为“人类太空探索的巨大飞跃”。美国国家航空航天局局长布里登斯廷第一时间发表推文,祝贺中国嫦娥四号成功着陆月球背面,并指出这是人类首次,更是一项“令人印象深刻的成就”。
U0QX-hrpcmqv5657328.png
  美国休斯敦大学教授,太空建筑中心负责人奥莉佳·巴诺娃说:“中国嫦娥四号成功登陆月球背面的消息,绝对是人类航天史上的一大重要成就,这次的行动将能揭开月球背面神秘的面纱,所以这是个非常重要的成就。”
  月球背面对于人类而言,有许多未知等待着解答。由于被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,所以人类在地球上只能看见月球的正面,背面则看不见。人类探测器要想安全着陆月球背面,最大的挑战就是月球背面复杂的地形。月球背面分布着大量的撞击坑、环形山,山峰起伏,崎岖不平,可供选择的理想的平坦着陆区非常少。嫦娥四号研制团队根据工程要求,经过长达多个月对月背地形的研究分析,最终选择月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑作为预定的着陆地点。
i9Bt-hrpcmqv5657350.png
  航天科技集团五院嫦娥四号着陆器总体主任设计师李飞说:“嫦娥三号在月球正面,地形地貌相对比较平坦,当时选择了一个长360余公里,宽90公里的大面积平坦区域。到了嫦娥四号,最终选择在冯·卡门撞击坑的东南侧,在坑的边缘以及中央峰中间选择了一个相对平坦的区域,最终选定在50余公里乘30公里这样一个面积,要远远小于嫦娥三号正面着陆区范围。”
8Rr_-hrpcmqv5658728.png
  冯·卡门撞击坑是月球背面最古老的撞击坑之一,经过几十亿年的风化,在地形复杂的月球背面,已是相对比较平坦的区域了。这里的纬度和嫦娥三号着陆区的纬度比较接近,因为“嫦娥四号”是“嫦娥三号”的备份,设备参数基本一致,选择相同纬度有利于嫦娥四号进行软着陆。同时,科学家推测,冯卡门撞击坑由于历史悠久,可能留存了月球形成和太阳系起源的痕迹,有着很大的科学探测价值。
uqT1-hrpcmqv5657569.png
  探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁说:“撞击坑很深,而且又很大,直径是180公里,科学家认为坑撞击以后,把月幔、月壳里面的东西给撞出来了,这是最有研究价值的,因此决定到这个坑里面去探测,我们总要找科学探测的最大值。”
  嫦娥四号的着陆区面积不到嫦娥三号着陆区面积的5%,嫦娥四号要想准确飞向这个小小的着陆区,最大的难点是提高着陆精度,而控制着陆精度的最关键一步,是选准在环绕月球轨道上开始下降的那个初始点。
KJqn-hrpcmqv5657584.png
  航天科技集团五院嫦娥四号着陆器总体副主任设计师周文艳说:“下降的初始点与嫦娥三号相比,嫦娥三号的落点范围比较大,它可以允许在十几度的范围内变化。而嫦娥四号着陆范围落点精度要求比较高,对于这个点只允许有零点几度的偏差。为了到达这个初始点我们计算了成千上万条轨道,并从中选择了一条适合工程约束能量最省的轨道,并在飞行中对它进行不断调整,让它精确地到达这个初始点。”
  下降初始点距离月球背面高度为15公里,从动力下降指令发出到着陆,只有短短的720秒,嫦娥四号要经历主减速、快速调整、接近、悬停、避障等多个环节,由于速度快,飞行距离短,地面指令的上传速度跟不上嫦娥四号速度和位置的变化,所以这一阶段嫦娥四号完全是自主控制、自主躲避障碍物、自主选择理想着陆地点。这一阶段,嫦娥四号可能遇到的最大风险是撞到山峰或者掉到坑里。为了应对这个挑战,嫦娥四号研制团队设计了新的自主导航控制着陆的策略。
_GNu-hrpcmqv5657622.png
  航天科技集团五院嫦娥四号制导导航与控制系统主任设计师关轶峰说:“嫦娥三号整个着陆过程是一个相对来说倾斜下降的过程,嫦娥四号由于月球背面山峰林立,为了保障着陆器下降过程中不撞到月球山上,所以类似于定点跳伞着陆。发动机在15公里开机进行减速制动,减速过程自动到冯卡门撞击坑上方后,它的水平速度基本消除了,大概在6公里以后,整个探测器垂直往下降落。”
  航天科技集团五院嫦娥四号探测器系统项目执行总监张熇说:“第一张是那张,还没有巡视器的监视像机C拍的,大家能看到前面不远处就有一个坑,那个坑大概离着陆点有20米左右,说明避障很好发挥了作用。因为如果一个着陆腿踩到坑边,可能就会翻了,还是觉得很自豪,我们终于找到很好的着陆点。”
  嫦娥四号要顺利完成月球背面软着陆和巡视勘察,还面临着一个最大的障碍,那就是通讯难题。由于地球与月球背面之间无法直接通信,必须采用中继星中继的方式。为此,我国发射了世界首颗地月中继通信卫星“鹊桥号”,承担起嫦娥四号在月球背面和地球通信的任务。
NFCY-hrpcmqv5658750.png
  航天科技集团五院嫦娥四号中继星总设计师张立华说:“在月球轨道上或者是除了地球轨道以外,鹊桥应该说是第一个专用的中继通讯卫星--它离月球背面的着陆器和巡视器,距离也是比较远的,最远达到了近8万公里,在这样远的通讯距离下如何保证中继通讯性能,应该说也是我们面临的一个挑战。”
  由于中继星接收信号的能力无法与装备大口径天线的地面测控站相比,加之距离月球遥远,接收信号非常微弱,不到手机信号的万分之一,数据传输速率码数也非常低。在研制过程中,科研人员一度面临信号解调质量差的难题。
xH3h-hrpcmqv5658756.png
  航天科技集团五院嫦娥四号中继通信载荷技术负责人张爱兵说:“为了解决这个问题我们采用了新的算法,测试应该都是上千次测试。”
  这次嫦娥四号探测器携带的巡视器月球车被命名为玉兔二号,和嫦娥三号携带的玉兔号月球车相比有了不少改进。玉兔号月球车在落月后的第二个月昼时,出现了突发故障,累计只行驶了110多米。
  探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁说:“我在现场发动有关系统、工作人员、科研技术人员一起千方百计抢救,但是最后没有抢救过来,感到很遗憾。整个工程很成功,但是留下瑕疵,这也反映出我们对月球环境的认识还不深入。主要是有一些外露的电缆经过高温低温以后,电缆表面催化,在行驶过程中剐蹭出现短路。”
rF41-hrpcmqv5658890.png
  针对玉兔号出现的故障,这次玉兔二号进行了有针对性的改进。不但电缆绑扎得更加精细,而且还采取了故障隔离的设计。
  航天科技集团五院嫦娥四号探测器系统总设计师孙泽洲说:“一个点上出现问题后,我们要系统做有效隔离。有效隔离就是不要把这个故障进一步扩大,使它影响只控制在小的区域。这样系统能够承受到一个区域,一个范围之内,相当于我们家里用电,不能由于一家出现短路,导致整个系统不能用。”
  由于月背地形复杂,科研人员最担心玉兔二号与地面失去联系。为此,科研人员对玉兔二号的自主能力也进行了升级,包括自主休眠,自主地应对光照的遮挡。低温或失联的状态下就先“睡会”,太阳出来再工作。
eF7y-hrpcmqv5658899.png
  目前,嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器上搭载的科学仪器都陆续开始工作,包括科学家们特别看好的低频射电频谱仪。因为这里常年背对地球,可以屏蔽来自地球的无线电信号干扰,为利用宇宙低频辐射研究太阳、行星及太阳系外天体提供可能。
  航天科技集团五院嫦娥四号探测器系统项目执行总监张熇说:“空间的低频射电观测也是天文学家梦寐以求的一个探测方式,国际上美国人发了两颗卫星,当然不仅只做低频射电观测,而是做整个太阳其他的一些观测,经费应该在20多亿人民币量级上。我们嫦娥四号到背面,首先是环境比轨道上测低频射电更好,同时也是在经费非常有限的情况下实现载荷,应该说也是一个比较大的创新吧。”
2qsg-hrpcmqv5658908.png
  据了解,除了我国自主研制的科学载荷外,嫦娥四号任务还与俄罗斯、荷兰、沙特、德国以及瑞典等国家合作,搭载了多台国际载荷,这在我国探月工程中也是首次。特别是针对美国国家航空航天局提出,利用美国正在月球轨道上运行的LRO卫星,来观测嫦娥四号的着陆活动,中方给予了合作。
  探月工程总设计师 中国工程院院士吴伟仁说:“我们跟美国进行了通力合作,精确提供了我们的轨道数据,以及准确的降落时间和准确的降落地点。我们也希望他们以后能够在这方面开展更加有效的合作,我们欢迎他们随时观察嫦娥四号着陆器和月球车。我觉得探月工程是和平事业,是人类共同的事业,我们应该有这种合作的心胸和大国的姿态。”
  嫦娥四号这次在月亮背面顺利软着陆,标志着中国已经具备全月球到达能力。工程任务圆满成功后,嫦娥四号任务将转入科学探测阶段,着陆器和巡视器将继续开展就位探测和月面巡视探测。中国探月工程,分“绕、落、回”三期,我们已顺利走出了前两步,下一步,嫦娥五号将执行“回”的任务。我们期待,嫦娥五号顺利实现中国人第一次月面自动采样返回的任务。
  嫦娥四号首次月背软着陆 传回月背影像图
 零距离 发表于: 2019-1-11 21:44:42|显示全部楼层

“嫦娥”与“玉兔”互拍 中国航天器再创“世界首次”

源自:央视
原文标题:“嫦娥”与“玉兔”互拍 中国航天器再创“世界首次”

源自:央视网

  (新闻联播):今天(11日)16点47分,嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器在“鹊桥”中继星支持下顺利完成两器互拍,达成工程既定目标,这也标志着嫦娥四号任务取得圆满成功。
yz_6-hrpcmqv4662420.jpg
北京航天飞行控制中心副主任 贺军:由于这次任务时间比较长,特别是深空任务,也考验了我们整个测控通信系统长时间运行的稳定性,大大提高了我们今后(在)深空探测的整个测控跟踪能力。
LV6n-hrpcmqv4662522.jpg
航天科技集团五院 嫦娥四号探测器执行总监 张熇:因为这毕竟是人类首次,还是有很多未知的挑战,应该说感觉比以前更惊险一些
  :今天的表现您如何评价?
  航天科技集团五院 嫦娥四号探测器执行总监 张熇:非常完美,非常好。
  在嫦娥四号任务完成落月和互拍任务的同时,嫦娥四号探测器所搭载的科学仪器已经全部开机并传回有效数据,完成了世界首张月球背面全景图。
RP4F-hrpcmqv4662620.jpg
国家天文台副台长 嫦娥四号地面应用系统总指挥 李春来:嫦娥四号着陆点是负5935米,在那个非常低的地方,可能挖掘(到)下地壳甚至上月幔的物质,所以它的成分可能会非常不一样,这会对我们科学研究和新发现提供一个很好的条件。
  嫦娥四号此次的任务,不论是探地形还是探月壤成分,都将是人类第一次获得的一手数据,有望为宇宙起源提供原创性的发现。接下来,嫦娥四号着陆器和玉兔二号将择机进入休眠模式,开始应对月夜低温无光照环境的挑战。苏醒后,它们将继续在月面展开巡视探测,利用月球背面特殊环境展开宇宙低频辐射探测等科学探测任务。
aRJ6-hrpcmqv4662703.jpg
国家航天局副局长 探月工程副总指挥 吴艳华:玉兔二号在月背迈出的一小步,也是中国航天向世界科技高峰迈进的一大步。我想对全世界探索宇宙奥秘,也是标志着中华民族做出的新贡献。
部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有;如有侵权,请联系(见页底)删除
 文思泉涌 发表于: 2019-1-11 21:44:42|显示全部楼层

嫦娥四号两器互拍 玉兔二号正面照首次曝光

源自:新京报
原文标题:嫦娥四号两器互拍 玉兔二号正面照首次曝光

  新京报快讯(记者:倪伟)今天(1月11日)下午,嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器在月球面对面互拍了两张照片。
lz0S-hrpcmqv4315843.png
玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像。国家航天局供图
5fuC-hrpcmqv4316468.jpg
嫦娥四号着陆器地形地貌相机对玉兔二号巡视器成像。国家航天局供图
  科研人员根据导航相机拍摄的着陆周围地形信息,对巡视器进行了路径规划,通过“鹊桥”中继星发送了拍照遥控指令。玉兔二号巡视器全景相机对着陆器进行成像,着陆器地形地貌相机对巡视器成像。
  经过地面数据接收与处理,16时47分,北京航天飞行控制中心大屏幕上呈现出着陆器和巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌,两器上五星红旗分外醒目。
⊙记者:倪伟 见习编辑 贾文程
 wsch1688688 发表于: 2019-1-11 21:44:37|显示全部楼层

中共中央国务院中央军委致电祝贺 嫦娥四号任务取得圆满成功

源自:新华网
原文标题:中共中央国务院中央军委致电祝贺 嫦娥四号任务取得圆满成功

  中共中央国务院中央军委致电祝贺 嫦娥四号任务取得圆满成功
  刘鹤宣读贺电 张又侠观看互拍实况
  新华社北京1月11日消息,探月工程嫦娥四号任务11日下午传来捷报。嫦娥四号着陆器、玉兔二号巡视器顺利完成互拍成像,任务取得圆满成功,实现探月工程“五战五捷”。中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤,中共中央政治局委员、中央军委副主席张又侠在北京航天飞行控制中心观看实况。刘鹤宣读了中共中央、国务院、中央军委的贺电。
  11日16时许,刘鹤、张又侠来到北京航天飞行控制中心,听取了探月工程进展等情况汇报,充分肯定取得的各项成果。随后来到飞控大厅,通过指挥显示系统观看两器互拍成像实况。
  “相机拍照,图像下传。”随着测控指挥下达指令,着陆器地形地貌相机对巡视器成像,巡视器全景相机对着陆器成像。数据通过“鹊桥”中继星下传后,屏幕显示“两器”上的五星红旗在月球背面交相辉映。
  16时47分,国家航天局局长、探月工程总指挥张克俭宣布,嫦娥四号任务取得圆满成功。
  在热烈的掌声中,刘鹤宣读了中共中央、国务院、中央军委的贺电。贺电说,在探月工程嫦娥四号任务取得圆满成功之际,中共中央、国务院、中央军委向参加这次任务的全体科技工作者、干部职工、解放军指战员,表示热烈祝贺和亲切慰问!探索浩瀚宇宙、和平利用太空,是全人类的共同梦想。以嫦娥四号任务圆满成功为标志,我国探月工程四期和深空探测工程将全面拉开序幕,今后的任务更加艰巨,面临的挑战前所未有。希望航天战线全体同志紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中全会精神,树牢“四个意识”,坚定“四个自信”,坚决做到“两个维护”,弘扬“两弹一星”精神和载人航天精神,不忘初心、砥砺奋进,大力推动航天强国建设,为实现中华民族伟大复兴的中国梦,为推动构建人类命运共同体再创佳绩、再立新功!
  嫦娥四号探测器于2018年12月8日从西昌卫星发射中心升空,2019年1月3日顺利在月球背面预选区冯·卡门撞击坑着陆,由多个国家和国际组织参与的科学探测任务陆续展开。嫦娥四号任务的圆满成功,在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现了地球与月球背面的测控通信,在月球背面留下了中国探月的第一行足迹,揭开了古老月背的神秘面纱,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。
  (本文来自于新华网)
部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有;如有侵权,请联系(见页底)删除
 川兔子 发表于: 2019-1-11 17:38:00|显示全部楼层

美国索要嫦娥四号数据被拒?中国国家航天局这样说

源自:参考消息
原文标题:关注 | 美国索要嫦娥四号数据被拒?中国国家航天局这样说──

  港媒称,嫦娥四号探测器早前历史性的首次在月球背面着陆,月球车玉兔二号与着陆器成功分离,开始进行科学探测。
  据香港01网站1月10日报道,此前,为了减少由于自身工作产生的热量,玉兔二号月球车择机进入了“午休”模式,只保留部分分系统工作,移动等分系统则停止工作。至1月10日被“唤醒”,继续展开对月球背面的巡视探测。
9D0r-hrpcmqv3925342.jpg
嫦娥四号着陆器地形地貌相机环拍全景图(方位投影)。新华社发(国家航天局 供图)
  另一方面,此前有媒体报道称,中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁透露,自从中国宣布要探测小行星“图塔蒂斯”后,美国立即关闭原本向全世界公开的相关轨道数据。虽然中国被此举搞得颇为被动,但还是集合全国天文台的力量,去寻找“图塔蒂斯”,最后形成中国轨道,成功地进行飞跃探测。
  吴伟仁还表示,不久前,美方曾索要中国嫦娥四号探测器的轨道数据,以便检测落月情况,中方拒绝了这种要求。
Z49L-hrpcmqv3925470.jpg
资料图片:2018年8月15日,中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁在启动仪式上介绍嫦娥四号月球车。(视觉中国)
  中国国家航天局网站1月10日发布消息称,嫦娥四号软着陆月球背面以来,由多个国家和组织参与的科学探测任务陆续展开。着陆器上由德国研制的月表中子及辐射剂量探测仪和巡视器上由瑞典研制的中性原子探测仪开机测试,获取的探测数据将通过“鹊桥”中继星陆续传回地面,中外科学家计划共同开展相关研究工作。
  嫦娥四号任务的顺利实施凝聚着诸多参与国的贡献。除探测器上的德国和瑞典载荷外,中继星上配置了荷兰低频射电探测仪;俄罗斯合作的同位素热源将保障嫦娥四号安全度过月夜;中国在南美建设的阿根廷深空站参加测控任务,也发挥了重要作用;欧洲空间局测控站也将发挥支持保障作用;此外,哈工大环月微卫星“龙江二号”上的沙特微型成像相机已于2018年6月成功传回了地月合影。
  自2018年下半年以来,美国国家航空航天局与中国国家航天局就月球与深空探测合作进行了讨论。嫦娥四号任务发射前,美国国家航空航天局月球勘探轨道器-LRO团队与嫦娥四号工程团队科学家进行了密切沟通,商讨利用美方在月球轨道运行的LRO卫星观测嫦娥四号着陆,开展科学研究。为此,美方向中方提供了LRO卫星的轨道数据,中方团队向LRO团队提供了着陆时间和落点位置,期待将有更多科学发现和成果。
VgNT-hrpcmqv3925562.jpg
图为着陆器地形地貌相机拍摄的玉兔二号在A点影像图。新华社发(国家航天局 供图)
  中国国家航天局表示,愿与各国航天机构、空间科学研究机构和空间探索爱好者携手合作,共同探索太空奥秘。
  嫦娥四号首次月背软着陆 传回月背影像图
 张各国 发表于: 2019-1-11 17:38:00|显示全部楼层

国家航天局:嫦娥四号任务圆满成功

源自:新京报
原文标题:国家航天局:嫦娥四号任务圆满成功
⊙记者:倪伟 通讯员:杨璐 见习编辑 侯佳欣 校对 郭利琴

  新京报快讯(记者:倪伟 通讯员:杨璐)国家航天局今天(1月11日)宣布,嫦娥四号任务取得圆满成功。
  据介绍,嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器工作正常,在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍,地面接收图像清晰完好。中外科学载荷工作正常,探测数据有效下传,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,探月工程取得“五战五捷,连战连捷”。
  科研人员根据导航相机拍摄的着陆周围地形信息,对巡视器进行了路径规划,通过“鹊桥”中继星发送了拍照遥控指令。巡视器全景相机对着陆器进行成像,着陆器地形地貌相机对巡视器成像,经过地面数据接收与处理,16时47分,北京航天飞行控制中心大屏幕上呈现出着陆器和巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌,两器上五星红旗分外醒目。
  嫦娥四号探测器自1月3日顺利着陆月球背面预选区域以来,完成了中继星链路连接、有效载荷开机、两器分离、巡视器月午休眠及唤醒、两器互拍等任务。工程任务圆满成功后,嫦娥四号任务将转入科学探测阶段,着陆器和巡视器将继续开展就位探测和月面巡视探测。
部分图片、文章来源于网络,版权归原作者所有;如有侵权,请联系(见页底)删除
您需要登录后才可以回帖 登录 | 免费注册

本版积分规则

© 2009-2020, 蜀ICP备12031014号, Powered by 5Panda
GMT+8, 2020-1-22 19:48, Processed in 0.140400 second(s), 10 queries, Gzip On, MemCache On
快速回复 返回顶部 返回列表