为何选择在夜里发射？月球背面登陆有多难？ 将锁定哪两个“国际首次”？五问“嫦娥四号”

8日凌晨，“嫦娥四号”探测器顺利发射升空，后续它将进行人类历史上首次月球背面软着陆，展开月球背面就位探测及巡视探测，开启中国探月工程全新旅程。

但是，“嫦娥四号”的发射时间为什么选择在夜里？“嫦娥四号”的“座驾”有何特别？在月球背面着陆难度有多大？而此次“嫦娥四号”将锁定哪两个“国际首次”目标？本文将一一进行解读。

发射时间为何选择夜里？

“嫦娥四号”任务虽然整个过程将历时一个多月，但“嫦娥四号”的出发时间和降落时间都有着精准到分秒的设计，来保证这次人类首次月背软着陆任务的圆满成功。

在我国探月工程中，“嫦娥四号”探测器与“嫦娥三号”一样，都选择了在凌晨发射，这是由于它们都要在月球着陆，和月球交会的时间和落月的时间都是受到约束的。

要想让“嫦娥四号”顺利地与月球交会，就要在特定的时间将其发射出去，这一特定的时间就叫做“窗口期”。由于考虑地球和月球之间相互运动的关系，“嫦娥四号”的发射“窗口期”定在了12月8日和12月9日之间。

西昌卫星发射中心副总工程师庄轲介绍，发射时间主要基于探月轨道的特殊性设计的。从地球上往月球轨道飞，一年只有一个“窗口期”，所以说如果错开了这次窗口，就得等到明年了。

“嫦娥四号”的座驾有何特别？

此次成功发射“嫦娥四号”月球探测器的长征三号乙运载火箭(简称长三乙火箭)，是我国长三甲系列火箭家族的一员，它也是用于发射月球探测器的专属座驾。

长三甲系列运载火箭是由长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙三种大型低温液体运载火箭组成，是我国长征系列运载火箭高强密度发射的主力军。从2007年到2018年，长三甲系列火箭先后将“嫦娥一号”到“嫦娥四号”四型月球探测器以及一型“再入返回飞行器”送入预定轨道，发射成功率百分之百。

航天科技集团一院、长三乙遥三十火箭总指挥金志强表示，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。

着陆月球背面难度有多大？

“嫦娥四号”是第一次着陆在月球背面的人类航天器，而要着陆到月球背面，探测器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？据悉，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。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。

“嫦娥四号”与“嫦娥三号”有哪些方面的不同？

“嫦娥四号”与“嫦娥三号”在科学任务、工程目标、着陆环境和通信方式等方面存在不同。其中在科学任务方面，“嫦娥四号”任务均要在月球背面完成，包括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。此外，为增进国际交流与合作，扩大开放共享，“嫦娥四号”任务开展了4项科学载荷方面的国际合作，搭载了3项由国内高校研制的科学技术试验项目。

工程目标方面，“嫦娥四号”任务锁定两个国际首次：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。

着陆环境方面，“嫦娥四号”探测器副总工程师吴学英介绍说，“嫦娥四号”的主着陆区为月球背面靠近南极的冯·卡门撞击坑，这里着陆区面积比“嫦娥三号”的“虹湾地区”小许多，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。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。

对未来深空探测有何意义？

除了基本的科学任务，“嫦娥四号”任务本身也是我国多项深空探测技术的一次“大考”，为未来探索更加遥远的星体探路。“嫦娥三号”任务时，因为无法获得太阳能，探测器在月夜期间是完全断电，所有电子设备都不进行工作的。而这一次，“嫦娥四号”探测器却做了特别的尝试，它将利用供热系统来给设备供电。

在“嫦娥四号”任务中，它们将首次测量月夜期间月壤的温度。这种方式对未来探索距离太阳较远、难以利用太阳能的行星探测任务有着重要的借鉴意义。据《法制晚报》

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。 据新华社

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