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[2015年] 

嫦娥四号(上)──出发远征

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 蓝色简单 发表于: 2018-12-8 06:38:00|显示全部楼层

嫦娥四号凌晨赴月球之约 这些“神器”出自上海

源自:澎湃新闻
原文标题:嫦娥四号凌晨赴月球之约,这些“神器”出自上海

  [新民晚报·新民网]2018年是我国航天发射的大年,进入12月,中国航天又迎来一次高光时刻。今天凌晨,我国嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射升空。这一次,“四姑娘”肩负的使命更艰巨、也更具创新──将实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测。
  通过之前发射的绕月探测器,人类了解到,月球背面与正面存在着很多不同。去月球背面看看,成为不少科学家梦寐以求却始终无法实现的梦想。月球背面充满着未知,如何让嫦娥四号安全着陆、如何保证在太空环境下仪器设备处于合适的工作温度、如何探测月面的矿物成分?这一次,来自中国科学院上海技术物理研究所、上海天文台、上海硅酸盐研究所、上海光学精密机械研究所和上海有机化学研究所的科研人用一件件“上海制造”给出了答案。

激光“慧眼”识别安全降落区
  相较其“姐姐”们,“四姑娘”着陆区域的条件更为复杂、地形起伏变化更剧烈,仅艾特肯地区较为平坦,找到合适的登陆点难度陡然提升。能否顺利实现“艾特肯登陆”,中科院上海技物所和中科院上海光机所合作研制的激光测距敏感器和激光三维成像敏感器将发挥至关重要的作用。
  激光测距敏感器是着陆器上最早开机的设备之一,在嫦娥四号飞入月球表面15公里轨道以后,全程测量着陆器与月面的距离,为着陆器姿轨控分系统提供从动力下降段至软着陆段的高精度测距数据。主任设计师程鹏飞告诉记者,激光测距敏感器采用脉冲法测量距离。“通过向月面发射激光光脉冲,测量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间间隔,以此获得嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。”
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图说:激光测距敏感器 中科院上海技物所供图
  2016年4月,程鹏飞接到了重新研制激光测距敏感器的任务,立即和团队成员投入研发。“在月球背面着陆意味着它需要具备更多自主判断的能力。我国5月发射了‘鹊桥’中继卫星,将为探测器和地球‘牵线搭桥’。”程鹏飞介绍,“嫦娥三号可以将测距数据直接传回地球,更新率是2秒,可由于嫦娥四号中继星的传输延时和传输带宽有限,测距数据传回地球的更新率要慢整整十倍:23秒!它要更多靠自己了。”经过1年多的攻坚,程鹏飞和团队采用了回波信号自动增益控制、多个测距通道复合交接班、百亿分之一秒高分辨率时间间隔测量等关键技术,使探测距离超过40公里,距离测量精度优于20厘米。
  解决了嫦娥四号降落高度的问题,还要处理“落在哪儿”的难题。激光三维成像敏感器就成了“四姑娘”的“眼睛”──带她避开陡峭的陨石坑和大石块,确定安全着陆区。
  嫦娥四号激光三维成像敏感器是嫦娥三号的备份产品,“生产日期”是2013年9月,在嫦娥三号任务完成后转为执行嫦娥四号任务。“在‘保质期’里,保证它‘取之能用’是我们的任务。”激光三维成像敏感器主管设计师李铭说,“我们每半年会为它做一次‘体检’,确保产品性能指标符合要求,安全可靠。”
  据介绍,探测器在距离月面100米高度时,着陆器悬停,激光三维成像敏感器获取月面着陆区域的三维图像,通过计算分析选择适合安全软着陆的区域。“激光三维成像敏感器能在250毫秒内成像,着陆器在1秒内分析三维图像数据并选取安全着陆区。在悬停的过程中,它一共有三次做出判断的机会。”李铭说,“激光三维图像高程精度优于5厘米,相比地球上的智能驾驶激光雷达还要精准。”

红外“相机”照出月球信息
  造访“新地标”,不“拍”个够怎么行?顺利抵达月球背面后,中科院上海技物所另一“神器”将大显身手。红外成像光谱仪是月球车上配备的有效载荷,它具备可见近红外波段的光谱成像和短波红外谱段的光谱探测功能,在月球车的辅助下可以获取月表指定位置的精细光谱信息。
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图说:红外成像光谱仪地面验证件辐射标定实验 新民晚报记者 郜阳摄
  图说:红外成像光谱仪地面验证件辐射标定实验 新民晚报记者 郜阳摄
  正如每个人的指纹和虹膜千差万别,月球物质成分所呈现的光谱特性也不一样,可以帮助科学家识别月面巡视区矿物成分。“和嫦娥三号相比,嫦娥四号巡视器红外成像光谱仪单次获取月表光谱信息的时间周期由25分钟缩短了一半,提升了仪器效率,也提高了仪器的定量化水平。”红外成像光谱仪主任设计师李春来介绍。
  巡视器与着陆器分离抵达指定科学考察点后,红外成像光谱仪会择机工作。探测模式下,仪器开机并获取科学数据;而定标模式则是利用太阳作为定标源,将定标漫射板置于定标位置时,监测仪器状态。李春来介绍,红外成像光谱仪重不到6公斤,在工作时能适应-20至+55摄氏度的温度环境,是一台高性能、轻小型、高集成的仪器。其综合性能处于国际先进水平。

“天马”实时找出“鹊桥”位置
  “四姑娘”将飞往月球并着落在月球背面进行探测。为实现与地面站的通信,科学家们在太空里“布”了一个通讯站──中继星“鹊桥”,目前已成功实现在地月L2使命轨道飞行。此次,上海65米口径的天马望远镜,再次与北京密云站、云南昆明站、乌鲁木齐南山站的射电望远镜携手组成甚长基线干涉测量(VLBI)网──其测量精度或测量分辨率等效于口径3000多公里的“超级望远镜”。中科院上海天文台等单位将共同为嫦娥四号探测器和中继星测轨定位,为其保驾护航。
  作为现代天文观测中分辨本领最高的观测手段之一,VLBI各个观测单元之间不需要电的连接,而是采用独立本振技术,通过联合数台小望远镜来达到一台大型望远镜的观测效果。
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图说:天马望远镜 中科院上海天文台供图
  自中继星发射之日起,中科院上海天文台就启动了对它的实时观测,确保其顺利飞抵目标轨。中继星在在地月L2 轨道飞行期间,天马射电望远镜还承担了中继星天线在轨指向标定工作,目前标定工作进展顺利。
  “我们通过接收卫星信号、宇宙射电源互相交叉观测的校准,并对电离层等误差予以修正,可以精准定位其空间位置。”嫦娥四号VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜介绍。从射电望远镜接收数据,到位于佘山科技园的指挥中心处理、计算出结果,只需不到1分钟──比嫦娥一号、二号时的速率提升了十多倍!
  此次任务中,为缩短数据传递和处理周期、实现实时观测和处理,中科院上海天文台还采用了基于数字化采集、记录和高速网络数据传输的实时VLBI(e-VLBI)技术。“目前,实时性指标优于40秒、测量精度指标优于3纳秒。”洪晓瑜表示。
  在“四姑娘”从地球飞往月球的路上,上海天文台的科研人员们还将通过VLBI网及时看清她的轨迹,并预报她后续轨道,为其“导航”,确保她能顺利抵达月球预定轨道,并安全软着陆月球背面。

裁剪各式温控“外衣”
  从地球出发到月球“做客”,嫦娥四号所处的超高真空空间环境可不比“家”里来得舒服──朝向太阳的表面酷热难当,而背向太阳的表面则异常寒冷。要让仪器设备表面温度处于正常工作状态,就需要在设备外表面使用不同太阳吸收率和热辐射率的涂层来调节其热平衡温度。中科院上海硅酸盐所和中科院上海有机所的科研人员们就为“四姑娘”备了各式各样的“外衣”,让她从容应对各种温度的挑战。
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图说:嫦娥四号着落器7500N发动机高温多层隔热材料 中科院上海硅酸盐所供图
  “四姑娘”从15公里高度降至月球表面的720秒时间里,变推力发动机工作期间燃烧室和喷管的温度会迅速升高,上海硅酸盐所特种无机涂层重点实验室的于云研究员就为此“裁剪”了一条“公主裙”。这条‘裙子’实际是一道高温隔热屏,在发动机与周围的电子元器件之间形成了一道屏障,有效地减小了发动机工作对探测器本体温度的影响。
  月球表面昼夜温差极大,温度最低时可达零下180℃,最高可超过150℃,可探头等单机的运行温度一般在-40℃至50℃之间。一旦超出正常的温度范围就会造成单机的功能失效甚至损坏。“我们为相关设备量身定做了一套‘金灿灿’的‘外套’,它可以双向隔热,外部高温时候热量不往里传,外部寒冷时候里面热量不往外漏。”
  不仅如此,上海硅酸盐所的科研人员还让“四姑娘”涂上了“防晒霜”──低吸收、高发射的热孔涂层。这些涂层具备温控性能好、耐空间环境性强、均匀性优等特点,保证了这些机构中的部件、电机正常的工作温度水平,为巡视探测器在月面巡视勘察、机械臂的正常运转发挥了重要的作用。
  为“四姑娘”补充能量的太阳电池阵也少不了“私人订制”。在太阳电池阵的接触支点上,上海硅酸盐所研发的高摩擦抗冷焊涂层不仅能确保其在经过发射、奔月、着陆、两器分离等加速和减速环节后仍然稳定可靠,涂层的抗冷焊功能也让太阳电池阵在经过长时间压紧收拢状态后依然“收张自如”。
  上海有机所为嫦娥系列卫星研制生产了ERB-2、SR107-ZK等有机热控涂层,这些涂层同样为航天器的正常工作温度环境保驾护航。
源自:郜阳/新民晚报

  嫦娥四号成功发射 实现首次月球背面软着陆
 一对山 发表于: 2018-12-8 05:38:00|显示全部楼层
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3D模拟动图来了 一图了解嫦娥四号探月之旅

源自:人民日报
原文标题:3D模拟动图来了!嫦娥四号探月之旅了解一下

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  嫦娥四号成功发射 实现首次月球背面软着陆
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
 chuanyezf 发表于: 2018-12-8 05:38:00|显示全部楼层

嫦娥四号“奔月” 将实现3个国际首次1个国内首次

源自:环球时报
原文标题:勇敢!无畏!出发!

  2018年12月8日02时23分,搭载嫦娥四号月球探测器的长征三号乙运载火箭顺利升空,“嫦娥”再次开启耗时约半个月的“奔月之旅”。与之前“奔月”的姐妹们不同,这次嫦娥四号瞄准的是人类探测器从未抵达过的月球背面,“不论是探地形还是探月壤成分,嫦娥四号都是代表人类第一次获得一手数据”,嫦娥四号探测器项目执行总监张熇如此说。美国《福布斯》杂志12月5日文章称,中国开展的是一项勇敢无畏的登陆月球使命。
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摄影:梁珂岩 弥向阳 史悦 吕炳宏
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摄影:吕炳宏

嫦娥四号这次“奔月之旅”将实现三个国际首次、一个国内首次。即,国际上首次月球背面软着陆和巡视探测,国际上首次月球拉格朗日L2点中继与探测,国际上首次月基低频射电天文观测,国内首次实测月夜期间浅层月壤温度。
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  由于月球自转周期和公转周期相等,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,所以我们在地球上只能看见月球的正面,而背面永远也看不见。月球背面到底是啥样,嫦娥四号将第一次身临其境触摸它。
  古人观月,并非完全看不到月球背面。据五院科研人员介绍,月球存在着“天秤动”,像钟摆一样来回摆动,因此,至少有10%至20%的月球背面的边缘地带可以从地球上看到,比如一个跨越1000千米的撞击盆地东海。
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  1959年10月7日,苏联“月球三号”探测器传回月球背面的第一张照片后,月球背面的“真容”就第一次被揭开了。依照这些珍贵的照片资料,苏联在1960年11月6出版了第一份月球背面地图,一年之后,又制作了第一个月球仪,更加清晰的呈现出月球背面的初步特征。在1965年7月20日,苏联“探测器三号”传送回了25张画质更好的月球背面照片,分辨率比“月球三号”高了许多,从照片中可以看到月球背面有一条长数百千米的链状陨石坑。1967年,苏联根据这批照片出版了包含4000个新发现的月球背面地形目录的地图,同年发布了第一份比例为1:5 000 000完整的月面图和修订后完整的比例为1:10 000 000月球仪,月球95%的表面都在上面呈现了出来。
  人类首次与月背面对面是在1968年,“阿波罗八号”在进行载人登月任务试验的时候,宇航员威廉·安德斯看到的。他描述说,“月球背面看起来像我在孩提时玩过一段时间的沙堆,它们全都被翻起来,没有边界,到处是一些碰撞痕和坑洞”。从那时开始,“阿波罗十号”一直到“阿波罗十七号”的宇航员都曾看到过月球的背面。
  2010年12月21日,据美国媒体报道,美国国家航空航天局的“月球勘测轨道器”拍摄了一组“惊人”的月球背面照片,这些照片的解析度是以往所拍月球背面照片的106倍,所呈现的细节精细程度也创下了历史纪录。根据这些最新照片数据,美国宇航局绘制了月球背面数字海拔地形图,地形图直观地揭示了月球背面的地形。
  这次嫦娥四号面临的将是什么样的着陆环境呢?据航天科技集团五院专家介绍,乍一看上去,月球背面这张“面孔”并不漂亮,那是一张“麻子脸”,陨石坑的数量比月球正面要多的多,放眼望去随处可见,密密麻麻的。月背的“皱纹”也多,布满了沟壑、峡谷和悬崖,而月球正面相对平坦的地方比较多。另外还有几处巨大的“痤疮”,暗斑中的物质与月面的普通物质相比有着很大的不同,这种现象似乎能够说明月球背面由于毫无遮拦的暴露在太空里,因而遭遇了大量天体的直接撞击。经年累月,月球就像一个盾牌,为地球挡住了陨石,守护了地球的安全。
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  月球背面还是个“厚脸皮”,它的月壳从整体来讲比正面要厚。究竟是什么原因导致月壳厚度不一样,众说纷纭,是天文学界的一个未解之谜。不过,“厚脸皮”为月球背面的“白肤色”提供了佐证。照片显示,月球背面巨大的陨石坑都呈现出白色,好象从来没有暗色的熔岩从上面流过。科学家们研究认为,由于月球背面的月壳很厚,熔岩无法溢出,而正面月壳很薄,熔岩很容易破缝流淌在表面,所以颜色比正面要“白皙”的多。
  此外,月球正面月海很多,而月球背面却只有3个,它们的名字分别叫东海、莫斯科海和智海。月球正面有许多巨大绵延起伏的山峦,而背面却不像正面那么多。
  由于目前还没有宇航员或月球车登上月球的背面,因此,我们对它的详细情况除了借助照片判断,其它的知之不多。而嫦娥四号探测器,为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出了关键的一步。

人工智能协助发射
  据《环球时报》记者了解,这是长征三号甲系列运载火箭第五次执行探月工程发射任务,此前这款中国的金牌运载火箭家族已成功将嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、探月工程三期再入返回飞行试验器送入预定轨道,可以称得上是嫦娥奔月的“专属列车”。
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摄影:吕炳宏
  不过这次嫦娥四号奔赴月球背面,对发射提出了更高要求。据金志强总指挥介绍,为满足嫦娥四号进入远地点约42万公里的地月转移轨道的入轨精度要求,嫦娥四号任务火箭设计入轨精度相比嫦娥三号提高了30%以上。此外这次发射每天有两个发射窗口,其中第一个发射窗口有效宽度2分钟,46分钟后进入第二个发射窗口,窗口宽度仅1分钟。为确保火箭可以在发射窗口要求时间内准时发射,研制团队对轨道设计和产品可靠性都进行大量改进。
  值得一提的是,当前热门的人工智能技术也融入运载火箭的智慧化发射中。据介绍,研究团队通过大数据和智能搜索技术,输入火箭整个生命周期中的多次试验和故障数据记录,自动记忆并学习故障高发薄弱环节,结合专家系统等推理工具,克服高密度发射期人员频繁更换、现场经验不足导致数据分析时间长等缺陷,有效提高数据分析的深度与准度,最终实现运载火箭智慧化发射监测。

太空等待的“鹊桥”
  在漫长的“奔月之旅”中,“嫦娥”在浩瀚的太空中也并不“孤单”──一位专一的“情郎”已经跨越几十万公里路程,在深空中等待着。这就是6个月前发射的嫦娥四号中继星──“鹊桥”。据介绍,嫦娥四号探测器要到月球背面安家落户,首先遇到的就是它与地球不仅相隔遥远的地月距离,而且还要隔着通信信号无法穿透的月球。
  为保障地球与月球背面之间的通信联系,让嫦娥四号与地球之间的数据传输不受阻挡,2018年5月21日,通信中继星“鹊桥”奔向太空,前往位于月球至地月拉格朗日L2点的预定轨道,开始搭建地月信息联通“鹊桥”的航程。
  在这半年中,“鹊桥”会经历一段没有光照的日子。专家透露,没有太阳照射的时候,阴影区的温度是零下200摄氏度左右,最冷的地方将达到零下230摄氏度,在如此严寒下,“鹊桥”在太空中需要经历严酷的考验。为了使它在“冰窖”似的环境里不被“冻坏”,研制中,科技人员除了采用特殊的材料外,还进行了大量的极端环境下的试验,有效保证了这些天线能够应对严酷环境的考验。
  为迎接嫦娥四号的到来,2018年11月9日至11月23日,研制人员对“鹊桥”中继星进行了一次在轨的“体检”。“体检”报告显示,“鹊桥”非常健康!

为探察月球背面而“脱胎换骨”
  许多航天迷都知道,嫦娥四号原先是嫦娥三号的备份星,但据抓总研制嫦娥四号探测器的航天科技集团五院(以下简称“五院”)的科研人员介绍,在嫦娥三号圆满完成任务后,嫦娥四号被赋予了新的担当──实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。为此嫦娥四号已经“脱胎换骨”,成为全新的航天器。
  据介绍,嫦娥四号任务的科学目标都是在月球背面完成的,包括实现月基低频射电天文观测,月球背面巡视区形貌、矿物组份探测和月球背面巡视区浅层结构探测。月球背面没有来自地球的无线电波的干扰,是进行射电天文观测的最佳场所,如果能利用这一自然地形架设无线电望远镜,就好像把“天文台”搬到了月球背面。嫦娥四号着陆器在月球背面软着陆后,将开展月基低频射电天文观测研究,预期还可以获得一批原创性的科学成果。“因为没有别的探测器到过月球背面,所以不论是探地形还是探月壤成分,应该都是人类第一次获得一手数据”,嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。
  嫦娥三号着陆区是月球正面的虹湾。那里布满了月海玄武岩,地势较为开阔、平坦,位于大型撞击坑、月海、高地(山脉)交汇地区,有利于科学勘察目标的选择,当然也有利于与地球的通信联系。据嫦娥四号探测器副总师吴学英介绍,嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极一个叫冯·卡门撞击坑的地方,这里着陆区面积比虹湾地区小了许多,因为月球背面山峰林立,大坑套小坑,很难找出再大一些、平坦一些的地方,供嫦娥四号安身。因此,嫦娥四号着陆器在凸凹不平“巴掌大”的地方软着陆,需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。
  嫦娥四号成功发射 实现首次月球背面软着陆
 午夜思 发表于: 2018-12-8 05:08:00|显示全部楼层

嫦娥四号升空 这些悬念待揭晓

源自:北京青年报
原文标题:嫦娥四号升空!这些悬念待揭晓

  撰文 | 雷嘉 编辑:高语阳

  今天凌晨2点23分,西昌卫星发射中心,万众瞩目的嫦娥四号月球探测器成功发射升空。政知道(微信ID:upolitics)等到深夜,看到发射画面,还是觉得非常值得。
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  这次发射意义特殊,我国利用长征三号乙改进型运载火箭发射嫦娥四号的着陆器和巡视器(月球车),将对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测,实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。

“升级版”火箭承担发射任务
  在哪里发射?
  看到画面,可能有读者首先问出这个问题。西昌卫星发射中心是在四川省凉山彝族自治州境内,嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号中继星都是在这里发出。如今,嫦娥四号探测器也从这里升空,开启探测月球背面的旅程,这是西昌卫星发射中心迎来的今年第16次航天发射任务。
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△西昌卫星发射中心
  大家在发射现场的画面中能够看到承担此次任务的长征三号乙改进型运载火箭。
  这里介绍一下,长征三号乙火箭主要用于发射地球同步转移轨道卫星,它与长征三号甲、长征三号丙火箭构成了长征三号甲系列火箭,这个系列是航天高密度发射的主力火箭。
  大家在画面中看到的是长征三号乙改进型运载火箭,是长征三号乙火箭的升级版,性能更强。
  而且,因为要在月球上软着陆,嫦娥四号着陆器设计了“四条腿”,设计师们还为其量身定制了一个高支架,让它能够稳稳地“坐”在火箭上。
  看完了火箭升空,接下来最引起关注的画面就是“器箭分离”,也就是火箭和嫦娥4号的分离。这个画面很是震撼,不可错过。

嫦娥四号的任务
  因为月球自传和围绕地球公转的周期相同,数百万年来,人类只能在地球上仰望月球的“正面”,月球“背面”却始终蒙着一层神秘面纱。目前了解的情况是,月球两面有显著不同:正面有许多巨大的月海(即月面上的低洼平原),约占总面积的31.2%;另一面则有密集的陨石坑,只有约2.5%的面积被月海覆盖。
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  嫦娥四号的主要任务包括首次建立和使用深空测控网进行测控通信,首次实现月球软着陆、月面巡视等重大突破,开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分、月球内部结构、地月空间与月表环境等探测活动,建成基本配套的月球探测工程系统。
  嫦娥四号的任务一,是对月球背面,尤其是太阳系内已知最大的陨石坑进行探测。它在约半个月之后在月球背面南极-艾特肯盆地的冯·卡门陨坑软着陆。艾特肯盆地是太阳系内已知最大的陨石坑,直径达2480公里(月球直径为3400公里),深达12.8公里。与嫦娥三号相比,首次造访月球背面的嫦娥四号需应对月球背面崎岖的地形,实现难度更大的精确控制。这一任务将由嫦娥四号搭载的月球车去实现。
  嫦娥四号的任务二,是尝试月球背面的中继通讯。嫦娥四号面临的另一大难题,是月球背面受到月面遮蔽,接收不到来自地球的无线电传输。为了帮助嫦娥四号在月球背面着陆并传回数据,今年5月21日,在西昌卫星发射中心先期发射了一颗“鹊桥”数据中继卫星,进入地月拉格朗日L2点,距离地球45万公里,距月球约6.5万公里。它可以同时向月球和地球后方提供数据中继通信服务,更重要的是,它将为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控和数传服务。
  嫦娥四号的另一项任务,是进行世界首次低频射电天文观测。由于月面的天然阻拦,让月球背面没有无线电信号,但同时也让那里不受太阳影响,拥有纯净的电磁空间,为射电观测创造了良好条件,有望填补100KHz—10MHz射电天文观测的空白。

三个悬念有待揭晓


  • 悬念一:中国第二辆月球车叫什么名字 ?
      中国派往月球的第一辆月球车“玉兔号”使命达成后,永远地留在了月球上。如今,中国的第二辆月球车即将登陆月球背面,虽然它和“玉兔号”可能永远不能会面,但同样激起了人们巨大的好奇心。
      与“玉兔号”一样,嫦娥四号月球车的名字也将是公开征集而来的。今年9月,嫦娥四号月球车全球征名活动经过投票,选出了排名前十的名字,分别是:逐梦、光明、玉兔二号、探索、征途、精灵、无畏、望舒、行者、金兔。最终哪个名字将被选中,有待揭晓。
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△月球车


  • 悬念二:嫦娥四号怎样在月球背面着陆 ?
      在月球背面环境未知的陨石坑里软着陆,对中国的航天人提出了巨大挑战。艾特肯盆地的地形就比较崎岖,陨石坑大且分布密集,这就对探测器着陆区的选择和着陆精度提出了更高要求。
      着陆区在月球背面,使得着陆器和巡视器无法同地球直接通信,必须用中继星中继的方式;同时在动力下降过程中,着陆器也不能对地直接通信,只能通过中继星进行上下行操作,这些都是此次任务的难点。
      不同于嫦娥三号任务时科研人员可以在监控屏前实时观察到巡视器对指令的执行状况,此次从指令发出到行动图像传回至少有数分钟的延迟,对于巡视器的移动和机构活动有较明显的影响。
      嫦娥四号究竟将怎样分步骤实现人类航天器在月球背面的首次着陆,让我们拭目以待。



  • 悬念三:我们将在月球背面看到什么 ?
      1959年之前,人类只能通过月球的“天秤动”看到有限的月球背面边缘地带。1959年10月7日,前苏联太空船月球3号传回月球背面的第一张照片,经过影像分析之后,苏联科学院于1960年出版了第一份月球背面地图,一年后又制做了第一个比例为1:13 600 000的月球仪。1965年,前苏联太空船探测器3号又传回25张画质非常好的月球背面照片。
      人类首次亲眼看到月球背面是在1968年的美国阿波罗8号载人航天飞行任务中。
      但是,在月球背面的表面由探测器拍摄并传回图片,此前从未有过。将由嫦娥四号首次执行这项任务。

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  | 中国探月工程14年</b>
  中国探月工程从1994年开始进行论证和可行性研究,直到2004年初才正式立项,被称作“嫦娥工程”,分“绕”、“落”、“回”三步走。
  “绕”由嫦娥一号、嫦娥二号完成,主要任务是发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。
  “落”由嫦娥三号、嫦娥四号完成,主要任务是突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通讯与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测。
  “回”的主要目标是进行首次月球样品自动取样返回探测。

  •   嫦娥一号

关键词:受控撞月
  履历:2007年10月24日,嫦娥一号卫星成功发射;2008年11月12日,嫦娥一号拍摄的全月球影像图发布;2009年3月1日,嫦娥一号卫星按计划受控撞月,探月工程第一步圆满结束。
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△嫦娥一号撞击月球示意图

  •   嫦娥二号

关键词:绕飞
  履历:2010年10月1日,嫦娥二号发射成功;2012年4月,在完成一系列工程与科学目标后,嫦娥二号圆满完成进入日~地拉格朗日L2点环绕轨道进行深空探测等试验;2012年12月13日,嫦娥二号飞越小行星“图塔蒂斯”成功进行再拓展试验,之后最终成为太阳系的一颗小行星。

  •   嫦娥三号

关键词:软着陆 玉兔号
  履历:2013年12月2日,嫦娥三号成功发射,在经历将近13天的地月转移、环月和动力下降等程序之后,于2013年12月14日21时11分成功软着陆于月海北部19.51°W,44.12°N的位置处,成为继1976年前苏联的月球24号后首个在月球表面软着陆的探测器。为了纪念中国首次在月球上的成功着陆,国际天文学联合会将嫦娥三号着陆点周边方圆77米区域命名为“广寒宫”。
  嫦娥三号携带的中国第一辆月球车就是大名鼎鼎的“玉兔号”。嫦娥三号落月后立即进行两器互拍,之后嫦娥三号开展了着陆器就位探测和“玉兔号”月面巡视勘察的联合探测,开始进行“探月、巡天、观地”等科学探测: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,取得了一系列重要成果。
  2014年1月25日,“玉兔号”发生机构控制故障,虽然其他科学探测功能并未丧失,却因为无法移动而永远停留在了N209点处。一时间,永远留在了月球上的“玉兔号”让地球上的无数人牵肠挂肚。

  •   嫦娥五号T1

    关键词:回
      履历:2014年11月1日,作为嫦娥五号的探路者,嫦娥五T1再入返回试验器按既定方案返回地球,采用“跳跃式”减速的方式进入大气层,最终在内蒙古四子王旗预定区域平安着陆,探月工程三期再入返回飞行试验圆满成功。
  嫦娥四号成功发射 实现首次月球背面软着陆
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 btkj 发表于: 2018-12-8 04:23:00|显示全部楼层

嫦娥四号成功发射 其搭载多个国家的科学载荷

源自:中国新闻网
原文标题:嫦娥四号成功发射 开启人类首次月球背面软着陆探测之旅

  中新网西昌12月8日电(记者:孙自法)北京时间12月8日凌晨2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了中国月球探测的新旅程──嫦娥四号后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。
  航天专家称,月球背面具有独特的电磁场环境和地质特征,特别适合开展低频射电探测等空间天文学研究和月球物质成分探测等科学研究。月球背面着陆探测尚属国际空白,也有利于增进人类对宇宙未知奥秘的认知。
  据中国国家国防科技工业局、国家航天局介绍,嫦娥四号任务的工程目标,一是研制发射月球中继通信卫星,实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信;二是研制发射月球着陆器和巡视器,实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。
  嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。
  为增进国际交流与合作,扩大开放共享,嫦娥四号任务中,与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作。同时,嫦娥四号还搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等中国国内高校研制的科学技术试验项目。
  嫦娥四号任务于2016年1月经中国国务院批准正式实施,包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月下旬在西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭成功发射,进入环地月拉格朗日L2点使命轨道,目前状态正常。
  据了解,以嫦娥命名的中国探月工程自2004年正式启动以来,此前已圆满完成4次任务:2007年,嫦娥一号任务实现绕月探测,实现中华民族千年奔月梦想;2010年,嫦娥二号成功发射,获得国际最高的7米分辨率全月图和月球虹湾地区1.5米高分辨率局部影像图,并飞至150万公里远的日地拉格朗日L2点进行环绕探测,还对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行高精度飞越探测,不断刷新“中国高度”;2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,探月工程“绕、落、回”三步走的第二步战略目标全面实现,嫦娥三号着陆器也成为迄今在月球表面工作时间最长的人造航天器;2014年,探月工程再入返回飞行试验任务圆满成功,突破和掌握了航天器以接近第二宇宙速度再入返回关键技术,对中国月球及深空探测乃至航天事业的持续发展具有重大意义。
  2014年嫦娥三号任务圆满完成后,国防科工局牵头组织开展嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作,综合考虑国际前沿、科学价值、经济和技术可行性等因素,最终确定月球背面软着陆和巡视探测的总体方案。
  中国探月工程重大专项由国家国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中,工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担;探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;地面应用系统由中国科学院国家天文台承担,有效载荷由中科院和中国航天科技集团相关单位研制。本次嫦娥四号发射任务,也是中国长征系列运载火箭第294次航天飞行。 ●
  嫦娥四号成功发射 实现首次月球背面软着陆
 张各国 发表于: 2018-12-8 03:38:00|显示全部楼层

嫦娥四号奔向“月之暗面” 4大关键问题都在这了

源自:新京报
原文标题:嫦娥四号奔向“月之暗面”4大关键问题都在这了

  新京报快讯(记者:倪伟)今天(12月8日)凌晨2时许,我国嫦娥四号月球探测器在西昌卫星发射中心成功发射,我国第二个月球着陆器和月球车踏上登月征程。发射任务由长征三号乙运载火箭实施。
  火箭将探测器送入地月转移轨道后,探测器将经过数十天在轨飞行、轨道修正、近月制动、变轨等,最终着陆月面,择机释放巡视器。
  嫦娥四号的目的地是月球背面南极艾特肯盆地,新月球车将与“玉兔”号在月球两面遥遥相对。这将是人类探测器首次在月球背面着陆,在人类从未直接看见的“月之暗面”实施月球探测和天文观测。
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长征三号乙遥三十运载火箭整装待发,准备送嫦娥四号前往月球。供图/航天科技集团一院
  问题1:嫦娥四号降落在哪儿?
  5年前,嫦娥三号着陆在月球正面的虹湾。那里布满月海玄武岩,地势较为开阔、平坦,位于大型撞击坑、月海、高地(山脉)交汇地区,有利于科学勘察目标的选择。
  而嫦娥四号的主着陆区为月球背面南极艾特肯盆地,着陆区面积比虹湾地区小了许多。而且月球背面山峰林立,遍布撞击坑,很难找出更大、更平坦的地方,嫦娥三号着陆区地形起伏仅800米,而嫦娥四号着陆区起伏达到了6000米。因此,嫦娥四号着陆器,需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。
  由于落月过程地球方向不直接可见,所有信息传输都需要在中继星“鹊桥”的中转下完成。整个落月过程由GNC(制导、导航与控制)系统自主操控,加之回传画面的延迟,对地面人员来说,这个过程近乎是“盲降”。
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长征三号乙遥三十运载火箭整装待发,准备送嫦娥四号前往月球。供图/航天科技集团一院
  问题2:为何要去月球背面?
  航天科技集团五院专家介绍,月球背面的探测,可以推动月基科学研究的不断深入。
  月球背面没有来自地球的无线电波的干扰,是进行射电天文观测的最佳场所,如果能利用这一自然地形架设无线电望远镜,就好比把“天文台”搬到了月球背面。嫦娥四号着陆器在月球背面软着陆后,将开展月基低频射电天文观测研究,预期可以获得一批原创性的科学成果。
  月球背面探测,也有助于推动月球资源的研究和开发利用。月球蕴藏着丰富的矿产和能源资源,开发和利用月球资源是人类探测月球的源动力之一。近年来,美国等国家相继制定了包括月球背面资源调查研究计划。通过嫦娥四号对着陆区地形地貌、矿物组份、巡视区浅层结构、地幔物质等进行科学探测与研究,将为月球资源的开发利用提供极有价值的第一手资料。
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嫦娥四号探测器效果图。供图/国防科工局
  由于月球背面探测的难度,嫦娥四号任务也将助推我国航天和相关学科技术的突破。
  据五院研制人员介绍,要完成前无古人的月球背面之旅,嫦娥四号面临几大技术难点:地月拉格朗日L2平动点轨道精确设计与控制,地月拉格朗日L2点远距离数据中继,复杂地形环境下的安全着陆等。
  为了突破这些技术难点,我国航天界将实现三个国际首次,即首次月球背面软着陆和巡视探测、首次月球拉格朗日L2点中继与探测、首次月基低频射电天文观测,以及国内首次实测月夜期间浅层月壤温度。这一重大科学创新工程的实施,将推动航天技术和其它科学领域相关技术的持续发展。
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嫦娥四号探测器效果图。供图/国防科工局
  问题3:新月球车与“玉兔”号有何不同?
  今年8月15日,嫦娥四号月球车外观在北京首次亮相,与“玉兔”恰似孪生姐妹。嫦娥四号月球车总重量约140公斤,是全球迄今重量最小的月球车。
  探月工程副总指挥、国家国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍,嫦娥四号月球车基本继承了“玉兔号”的状态,但针对月球背面复杂的地形条件、中继通信新的需求和科学目标实际需要,作了适应性更改和有效载荷配置调整。
  工作在月球表面,月球车将面临多种极端条件的考验。
  2013年12月15日,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉兔号”抵达月球表面。据中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁介绍,月球环境曾对“玉兔号”造成影响,例如月夜极低气温导致“玉兔号”裸露在外的电缆发生了故障。
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嫦娥四号月球车效果图。供图/国防科工局
  而基于“玉兔号”的任务经验,嫦娥四号针对其遇到的问题进行了针对性改进。吴伟仁说,嫦娥四号的月球车仅在电缆钩挂、摩擦方面就做了上千次试验,同时也尽量减少电缆裸露在外的面积,减少电缆的故障风险。
  吴伟仁透露,嫦娥三号着陆器和月球车设计寿命分别为1年和3个月,但最终月球车工作了2年9个月,着陆器目前仍在运行,工作5年状态依然很好。嫦娥四号月球车设计寿命也是3个月,但预计工作时间将比“玉兔号”更长。
  问题4、半年前发射的“鹊桥号”与嫦娥四号有什么关系?
  今年5月21日,“鹊桥”中继卫星发射升空,也被称为嫦娥四号任务的先声。
  嫦娥四号探测器包括着陆器和巡视器(即月球车)(此前探月工程办公室曾面向全社会为月球车征名,目前名称尚未发布),但嫦娥四号系统里还有一个“信使”──“鹊桥”中继卫星。
  由于嫦娥四号降落在月球背面,月球背面始终与地球“背对背”,无法直接与地球通信。为了解决通信问题,科学家找到了一个能同时“看到”地球和月球的位置──地月拉格朗日L2点,该点位于地月球心连线上靠近月球的一侧,距月球约6.5万公里,并在这里部署了一颗通信卫星。
  “鹊桥号”已经于今年5月21日发射升空,目前运行在地月拉格朗日L2点Halo轨道上,是人类历史上第一颗地球轨道外专用中继通信卫星。任务中,地球地面和嫦娥四号都先发射信号给“鹊桥号”,再由其转发给另一方。
  过去60年,人类发射了100多个月球探测器,包括65个月球着陆器,但仅有不载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号飞船“看”到过月球背面。主要是由于从地球向月球背面发射通讯信号,会受到月球整体阻挡,地面通信和测控的难题,阻挡了月球背面着陆计划。
⊙记者:倪伟
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 蓝色简单 发表于: 2018-12-8 02:53:00|显示全部楼层

探月工程嫦娥四号探测器成功发射

源自:人民日报
原文标题:探月工程嫦娥四号探测器成功发射!

  记者从国防科工局、国家航天局获悉:12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。
  嫦娥四号任务的工程目标,一是研制发射月球中继通信卫星,实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信;二是研制发射月球着陆器和巡视器,实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。
  嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。
  为增进国际交流与合作,扩大开放共享,嫦娥四号任务中,与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作,搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等国内高校研制的科学技术试验项目。
  据介绍,2014年,嫦娥三号任务圆满完成后,国防科工局牵头组织开展了嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作。综合考虑国际前沿、科学价值、经济和技术可行性等因素,最终确定了月球背面软着陆和巡视探测的总体方案。月球背面具有独特的电磁场环境和地质特征,特别适合开展低频射电探测等空间天文学研究和月球物质成分探测等科学研究。同时,月球背面着陆探测尚属国际空白,有利于增进人类对宇宙未知奥秘的认知。
  嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施,包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙遥二十七运载火箭成功发射,进入环地月拉格朗日L2点使命轨道,目前状态正常。
  探月工程自2004年正式启动以来,已经取得“四战四捷”。2007年,嫦娥一号任务实现绕月探测,实现了中华民族千年奔月梦想;2010年,嫦娥二号成功发射,获得国际最高的7米分辨率全月图和月球虹湾地区1.5米高分辨率局部影像图,飞至150万公里远的日地拉格朗日L2点进行环绕探测,此后对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行高精度飞越探测,不断刷新中国高度;2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,探月工程“绕、落、回”三步走的第二步战略目标全面实现,嫦娥三号着陆器成为了在月球表面工作时间最长的人造航天器;2014年,再入返回飞行试验任务圆满成功,突破和掌握了航天器以接近第二宇宙速度再入返回关键技术,对我国月球及深空探测乃至航天事业的持续发展具有重大意义。探月工程各项任务的连续成功,开启了中国人走向深空、探索宇宙奥秘、增进人类福祉的时代。
  探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中,工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担;探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;地面应用系统由中国科学院国家天文台承担,有效载荷由中国科学院和中国航天科技集团有限公司相关单位研制。此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。

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探月工程的“四战四捷”

  探月工程(嫦娥工程)是我国航天继人造地球卫星和载人航天之后的第三个里程碑,是国家重大科技专项的标志性工程。计划在2020年前按“绕、落、回”的发展思路分三期组织实施,实现探月工程既定目标。
  1。探月工程一期(2004年~2009年):2004年1月23日,国务院批准了国防科工委、财政部《关于绕月探测工程立项的请示》,标志着月球探测工程一期──绕月探测工程正式立项,从而开启了探月工程的光荣征程。
  2。探月工程二期(2008年~2014年):2008年2月15日,国务院批准探月工程二期立项。主要目标是实现在月面软着陆,开展月面就位探测与自动巡视勘察。
  3。探月工程三期(2011年至今):2011年1月7日,国务院批准探月工程三期立项,标志着探月工程“绕、落、回”三步走最后一步正式启动。三期工程拟实施两次采样返回任务,分别命名为嫦娥五号和嫦娥六号任务,将首次采用无人月球轨道交会对接方式实现月面自主采样返回。为降低工程风险,探月三期决定实施一次再入返回飞行试验。再入返回飞行试验验证了地月空间往返一系列关键技术任务。

  从探月工程一期至今,我国共进行了四次发射:
  1、2007年10月24日嫦娥一号成功发射,11月26日,嫦娥一号卫星传回第一幅月球图片数据,标志着探月工程一期任务圆满成功。嫦娥一号卫星在轨有效探测16个月,于2009年3月1日受控撞月,为工程画上圆满的句号。探月工程一期首次实现我国自主研制的卫星进入月球轨道;利用CCD立体相机对月球进行环绕探测,获取了120米分辨率的全月影像图以及铀元素含量分布图等。
  2、嫦娥二号任务。2010年10月1日嫦娥二号成功发射,经过在轨探测10个月后,于2011年8月25日飞赴日地拉格朗日L2点,并进行环绕探测;环绕探测近半年后,飞离L2点,于2012年12月13日,与图塔蒂斯小行星近距离交会并获得清晰图像;之后飞向更远的深空,成为我国首颗绕太阳飞行的人造小行星,创造了中国航天器最远飞行纪录。嫦娥二号为嫦娥三号验证了部分关键技术,详勘了落月区域;在月球轨道有效探测10个月,利用改进的CCD立体相机对月球进行了环绕探测,获取了世界上首幅7米分辨率的全月图和1.5米分辨率的局部图;利用γ射线谱仪、高能粒子探测器、太阳风离子探测器发现了月表铬元素和微磁层、太阳风加减速等现象;获取了图塔蒂斯小行星的清晰图像;创造了中国航天器最远的飞行记录。
  3、嫦娥三号任务。2013年12月2日嫦娥三号成功发射,14日探测器如期着陆,15日着陆器与巡视器(玉兔号月球车)成功互拍,标志着嫦娥三号任务取得圆满成功。嫦娥三号任务是我国首次在地外天体软着陆,为中国航天开创了月面就位探测和机器人巡视探测的新模式。创造了中国航天的多个首次:首次研发地外着陆、巡视航天器平台,且实现月面遥操作;应用30.4nm波段极紫外相机对地球等离子体层进行大视场成像;月基天文望远镜观测到了各天体近紫外波段的亮度和变化;测月雷达对月壳浅层剖面结构进行了分析;8种有效载荷全部按计划进行科学探测,共获得各级数据约3000GB。
  4、再入返回飞行试验任务。2014年10月24日,探月工程三期再入返回飞行试验器发射,经过8天的飞行,11月1日,在距地球5000公里处服务舱与返回器受控分离,返回器以“半弹道跳跃式”高速再入地球大气层,安全精确着陆在内蒙古四子王旗,为嫦娥五号任务奠定了坚实的技术基础。此后,服务舱顺利完成了大椭圆停泊轨道飞行段、地月转移段、地月L2点环绕飞行段、近月制动段和环月飞行段共5个阶段的拓展试验,取得丰硕成果。
 天雨ai2 发表于: 2018-12-8 02:53:00|显示全部楼层

嫦娥四号探测器顺利升空 揭秘嫦娥一号到嫦娥五号

源自:新京报
原文标题:飞越38万公里:从嫦娥一号到嫦娥五号

  新京报快讯(记者:倪伟)今天(12月8日)凌晨,我国嫦娥四号探测器从西昌卫星发射中心顺利升空,将在月球背面着陆,将月球车释放到月球表面。
  嫦娥四号原本为嫦娥三号的备份星,可以替补嫦娥三号发射。而嫦娥三号任务圆满完成,科学家们便为其增加了着陆月球背面的新课题。
  嫦娥四号任务之前,我国已经圆满实现了探月工程第一、二步的任务目标。
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嫦娥一号轨道图。来源/国家航天局
  从2007年到2014年,7年中,我国发射了4颗月球探测器,除了嫦娥一号、二号、三号,还有一颗“试验先锋”嫦娥5T。它们飞越38万公里的地月距离,实现了绕月、落月任务,同时还为采样返回验证了技术。据悉,将实施月球采样返回的嫦娥五号探测器,预计明年发射。

嫦娥一号:中国航天第三座里程碑
  我国正式开展探月研究,可以追溯到1994年,我国科学家开始进行探月活动必要性和可行性研究。2000年11月,中国政府首次公布了航天白皮书──《中国的航天》,明确近期发展目标中包括“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”。
  2001年,由孙家栋院士牵头,原国防科工委组织中国科学院、中国航天科技集团、原总装备部等单位正式启动月球探测工程的相关论证工作。
  2004年1月23日,我国绕月探测工程立项,月球探测工程全面启动。作为“绕、落、回”三步走的第一步,首期绕月工程就是研制和发射探月卫星嫦娥一号。
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完成我国探月三步走“绕、落、回”的嫦娥一号、二号、三号、五号探测器示意图。来源/国家航天局
  在叶培建院士的带领下,中国航天科技集团五院平均年龄只有30多岁的“嫦娥”研制团队,针对月球探测卫星的新特点,短短3年时间,先后攻克了轨道设计、月食问题、两自由度数传定向天线研制、卫星热设计、制导导航与控制份系统设计、测控数传分系统设计、紫外月球敏感器、数管分系统设计等一系列技术难题。
  2007年10月24日,嫦娥一号卫星成功发射。次年11月12日,嫦娥一号拍摄的全月球影像图发布;2009年3月1日,嫦娥一号卫星按预定计划受控撞月,为探月工程一期──“绕月探测”任务画上了一个圆满的句号。
  在航天界,我国首次月球探测工程的成功,被称为继“东方红一号”人造卫星、“神舟五号”载人飞行任务之后,我国航天事业发展的第一座里程碑,开启了中国人走向深空的时代,标志着我国已经进入世界具有深空探测能力的国家行列。

嫦娥二号:中国飞得最远的航天器
  作为探月工程二期先导星,嫦娥二号卫星试验了探月工程二期部分关键技术。
  2010年10月1日,嫦娥二号发射成功。至2011年4月1日,在半年设计寿命周期内,嫦娥二号全面实现了6大工程目标和4项科学探测任务,获取了一批重要科学数据。
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嫦娥二号飞行过程示意图。来源/国家航天局
  完成既定探测任务后,能力尚在的嫦娥二号,并未像嫦娥一号一样坠毁在月球,而是飞向了更远的深空。
  2012年4月,嫦娥二号圆满完成在日地拉格朗日L2点一个完整周期的飞行探测,成功绕飞L2点,进入转移轨道飞行。当年12月13日,嫦娥二号与国际编号为4179的图塔蒂斯小行星由远及近“擦肩而过”,最近交会距离不到1公里,首次实现了我国对小行星的飞跃探测,成为我国第1个行星际探测器。
  而后,嫦娥二号继续飞至1亿公里以外,对我国深空探测能力进行了验证,成为我国飞得最远的航天器。

嫦娥三号:“玉兔”号信步月球
  嫦娥一号、二号实现了“绕月”,嫦娥三号的任务是“落月”,我国第一辆月球车“玉兔”号也诞生于此次任务。
  2008年3月,探月工程二期立项。与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多,结构也更为复杂,新技术、新产品达到80%。
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“玉兔”号月球车拍摄的嫦娥三号着陆器。来源/国家航天局
  航天科技集团五院研究团队突破了着陆减速、着陆段的自主导航控制、着陆冲击缓冲、月面热控保障、月面移动、月面巡视过程的自主导航与遥操作控制等六大方面关键技术。
  2013年12月14日,嫦娥三号探测器成功落月,实现我国航天器首次地外天体软着陆,并开展巡视勘察和科学探测。

嫦娥5T:探月返回的“探路先锋”
  我国探月工程严谨按照“三步走”规划,落月之后便是返回,由嫦娥五号承担重任。
  在探月工程三期采样返回任务中,嫦娥五号最终将携带样品返回地球,其返回器对任务的成败至关重要。我国此前尚没有地球轨道以外的航天器完成过再入大气层的返回、着陆与回收经历。
  我国虽然多次通过神舟飞船返回舱将航天员平安带回地球,但月球返回器的返回再入,与近地航天器返回再入相比,难度不可同日而语。其再入速度更高,航程更长,热环境也更复杂,这些特点为返回器气动外形与热防护设计、再入制导导航与控制(GNC)、安全回收与着陆提出了很大的挑战。
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嫦娥5T对嫦娥五号预定采样区遥感成像图。来源/国家航天局
  五院针对高速返回技术根本无法在地面进行模拟的情况,提出了“先行开展一次飞行试验,验证高速再入返回飞行的可行性”的思路,飞行试验器孕育而生。
  2014年11月1日清晨,为嫦娥五号探路的再入返回试验器(嫦娥5T),在绕月飞行之后,按既定方案平安返回着陆。
  嫦娥5T任务中,研制人员突破了轨道设计和控制技术、气动技术、热防护技术等关键技术,验证了返回器“半弹道跳跃式返回”再入关键技术,实现了中国航天器首次以第二宇宙速度返回地球,为嫦娥五号安全返回,趟出了一条路。
⊙记者:倪伟

  嫦娥四号发射 实现首次月球背面软着陆
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 文思泉涌 发表于: 2018-12-7 22:08:00|显示全部楼层

“嫦娥四号”将于12月8日凌晨在西昌发射升空

源自:政府网站
原文标题:“嫦娥四号”将于12月8日凌晨在西昌发射升空!

源自:西昌发布

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  12月8日凌晨02:14-02:36,我国将在西昌卫星发射中心利用长征三号乙改进型运载火箭发射嫦娥四号的着陆器和巡视器(月球车),搭载荷兰、德国、瑞典、沙特阿拉伯等国的科学载荷,对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测,实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。
  此外执行嫦娥四号探测器发射海上测量任务的远望三号、远望七号航天远洋测量船也将在海上展开一场接力赛,他们将联袂完成关键节点的海上测控任务。

“嫦娥四号”小贴士
  嫦娥四号卫星简称嫦娥四号,或称“四号星”,是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造绕月探月卫星,主要任务是接着嫦娥三号着陆月球表面、继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料。
  2016年1月14日,中科院探月总体部负责人介绍,相关专家学者用了一年半的时间进行了论证,计划把“嫦娥四号”降落在月球背面。因月球有一面永远背朝地球,这一面又被戏称为“月之暗面”。
  为了这项人类首次奔向月球暗面的计划,嫦娥四号在嫦娥系列基本结构不变的基础上,开启了“魔鬼升级”。
  嫦娥四号月球车的突破与挑战
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(嫦娥四号任务月球车外观设计构型)
  1。着陆方式:近乎垂直降落突破导航控制技术
  相较于月球正面,月球背面的地形则更为复杂,陨石坑更多,地势起伏更大,因此嫦娥四号不能像嫦娥三号那样以弧形轨迹缓慢着陆,为了不撞到峭壁,必须采取近乎垂直的降落方式。由于目前人类对于月球背面情况所知甚少,此次登月的难度更甚以往,因此着陆器还需具备很高的自主导航和避障功能。“四号星”本次任务的实施,将突破复杂地形环境条件下的导航控制技术,是一次工程技术和空间科学的双重创新。
  2。通讯方式:通过“鹊桥”中继星与地面通讯
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(嫦娥四号中继星“鹊桥”示意图)
  由于月球整体的阻挡,月球背面成为与地面通信和测控的禁区。“鹊桥”中继星目前工作在地月拉格朗日L2点使命轨道,“鹊桥”将承担两大任务:一是遥测与遥控航天器,二是负责地球和嫦娥四号之间的信号传输。
  3。工作时间:提升整体可靠性月夜也开展工作
  和嫦娥三号“玉兔号”的月夜休眠策略不同,嫦娥四号月球车在月夜也要开展工作。月球一个月夜的时长相当于地球的14天多一点,且昼夜温差极大可达300℃左右,航天器裸露在外的电缆极易出现故障。因此在电缆摩擦方面进行了上千次实验之后,科研人员对月球车进行了优化与改进,提升了其整体可靠性。
  4。能源供给方式:同位素温差发电与热电综合利用技术结合
  嫦娥四号将采取新的能源供给方式──同位素温差发电与热电综合利用技术结合,也就是两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。
  当月夜来临,同位素热源将为仪器设备供热,保证航天器在-180℃的环境中不被冻坏,安然度过寒冷漫长的月夜。
  5。世界上重量最小的月球车寿命或长于“玉兔号”
  嫦娥四号月球车总重量140千克,是世界上重量最小的月球车。据了解,嫦娥三号着陆器和“玉兔号”月球车的寿命实际上远超预期(“玉兔号”设计寿命为3个月,实际上它在月球上工作了972天)。
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(北京中国科技馆展出的嫦娥三号月球探测器模型)
  同“玉兔号”一样,嫦娥四号月球车预计寿命也是3个月,运行时间或比“玉兔号”更长。

“嫦娥四号”探月背后的意义
  这次“嫦娥四号”背负着勘探艾特肯盆地──冯·卡门陨石坑的重要使命,是一次前所未有的太空探秘旅程。
  这个直径达180公里的陨石坑,被认为是月球最古老的撞击特征。而此次勘探,会为我们了解月球、地球、太阳系的演化提供第一手数据和线索,是人类探月史上一次着陆月球最远端的极限挑战,更会丰富之后计划发射的“嫦娥五号”数据样本库。
  除了勘探任务,着陆器此次还会进行第一次月球暗面低频射电天文学实验;开展观察植物是否会在月球低重力环境中生长的调查;有望探测出国际上第一幅月背剖面图;探测月球两极是否存在水资源和其他相应资源等等,可谓是新一轮关于月球资料的“大起底”。
  浩浩荡荡的嫦娥家族介绍
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  嫦娥,是中国古老神话里居住在月亮广寒宫中的仙子,手抚玉兔肩披绸纱,古本《淮南子》中尚有“托身于月,而为月精”八字,现今人们更是将团圆和满的意项加诸其上,也使得“月亮”在中国百姓的心里多了一份有别于天文卫星的感性。
  ──中国人不能止步于月球,还要继续奋斗;中国人应该飞得更远,也有能力飞得更远。
  “嫦娥之父”欧阳自远的这句话,不仅是对此次嫦娥四号探月任务的鼓劲,更是对中国天文事业的信心和肯定。
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  这位中国月球探测工程首席科学家,在中国强劲国力的支持下,在科学家们坚持创新的奋斗中,说出的这句话掷地有声,铿锵有力,是所有中国人的目标,也是所有航天人的底气。
  嫦娥四号发射 实现首次月球背面软着陆
 不取 发表于: 2018-12-7 18:53:00|显示全部楼层

嫦娥四号发射在即 将首次实现月球背面测控通信

源自:央视
原文标题:嫦娥四号发射在即 将首次实现月球背面测控通信
⊙记者:吕炳宏 吕龙 田帅 吴浩 洛成

  近期,我国探月工程又有新任务,嫦娥四号月球探测器发射在即,将实现人类探测器首次月球背面软着陆。作为我国深空探测的主干力量,西安卫星测控中心下属各测控站正在为嫦娥四号任务精心准备。

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  上午9点钟,位于西北边陲的西安卫星测控中心喀什测控站机房内,科技人员正在为嫦娥四号任务进行最后的调试演练。

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西安卫星测控中心喀什测控站助理工程师 张卓:前期,我们通过对任务文件的学习,梳理了任务过程中的重点难点,多次进行了任务全流程以及应急预案演练,并针对冬季天气寒冷、风沙频繁的恶劣天气,定时检查天线设备,保证具备随时都可以执行任务的能力。

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  据了解,喀什测控站是我国深空探测网的主要组成部分。这次任务中,该站通过前期发射的“鹊桥”中继星,绕过月球正面,控制嫦娥四号精准降落在月球背面指定位置,并开展巡视勘察。

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西安卫星测控中心喀什测控站工程师 张雷:月球背面一直是与地面通信和测控的禁区。这一次,我们将通过“鹊桥”搭起地面与月球背面通信的桥梁,确保“嫦娥”不会失联,这样的尝试极具创新性,在全世界尚属首次,毫无经验可以借鉴,对我们来说挑战巨大,意义重大。

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  任务中,坐落于祖国东极的西安卫星测控中心佳木斯测控站,负责控制“嫦娥四号”飞行途中的轨道修正、近月制动等重要动作,同时还要对着巡组合体在月球背面软着陆前的最后姿态进行调整,确保落月成功。

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西安卫星测控中心佳木斯深空站工程师 岳世磊:在落月过程中,仅动力下降段的短短720秒内,就要经历7个阶段的连续姿态调整,分秒必争,不容有失。为了确保任务圆满完成,我们始终一丝不苟,不放过一个疑点、不留一丝隐患,高标准完成了前期准备,静候“嫦娥”进驻“月宫”。

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  西安卫星测控中心佳木斯测控站配备有全亚洲口径最大、接收灵敏度最高、连续波发射功率最强、作用距离最远的深空探测天线,其深空探测的作用距离可达4亿公里。

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西安卫星测控中心佳木斯深空站助理工程师 蔡博宇:2014年初,玉兔号月球车控制机构出现故障,我们顶住压力、攻坚克难,最终成功“唤醒”玉兔。经过前期的准备,我们已经具备了向月球背面实施测控通信的能力,将继续肩扛中国深空探测的大旗,在广袤深空书写更多中国奇迹。
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