【新华社北京1月3日电】(记者陈芳、胡喆)这是人类第一次揭开古老月背的神秘面纱。2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极·艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次月背软着陆。
经过约38万公里、26天的漫长飞行,1月3日,嫦娥四号进入距月面15公里的落月准备轨道。
北京航天飞行控制中心大厅内,随着现场工作人员一声令下,嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。
在6到8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;选定相对平坦的区域后,开始缓速垂直下降。最终,在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下,一吨多重的探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区。
嫦娥四号着陆区地形起伏达6000米,是太阳系中已知最大的撞击坑之一,被认为对研究月球和太阳系早期历史具有重要价值。
“月球背面是一片难得的宁静之地,屏蔽了来自地球的无线电信号干扰。这次探测可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。”探月工程嫦娥四号任务新闻发言人于国斌说。
落月后,通过“鹊桥”中继星的“牵线搭桥”,嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作,建立了定向天线高码速率链路,实现了月背和地面稳定通信的“小目标”。
11时40分,嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器在月球背面拍摄的第一张图片。
后续,嫦娥四号探测器将通过“鹊桥”中继星的中继通信,开展设备工作模式调整等工作,择机实施着陆器与巡视器分离。
从嫦娥奔月到万户飞天,从“天眼”探秘到载人航天,探索浩瀚宇宙,是中华儿女不懈追求的伟大梦想。“这一刻,我们都是幸福的追梦人!”得知嫦娥四号着陆的喜讯,年近九旬的“两弹一星”功勋科学家孙家栋院士豪情满怀。
嫦娥四号月球车命名为“玉兔二号”
【据新华社北京1月3日电】(记者胡喆)记者3日从国家航天局获悉,嫦娥四号任务月球车全球征名活动结果于今天揭晓,月球车命名为“玉兔二号”。2018年12月8日2时23分,探月工程嫦娥四号任务着陆器和巡视器(月球车)组合体发射升空,2019年1月3日10时26分成功着陆月球背面,随即着陆器与巡视器分离,开始就位探测和巡视探测。
嫦娥四号成功落月,在国际上首次实现月球背面软着陆和巡视探测,首次实现地月拉格朗日L2点中继通信与探测。为使承担月球背面巡视探测任务的嫦娥四号月球车名称,充分体现广大群众乃至全球华人的意愿,由国家航天局探月与航天工程中心联合相关单位,共同组织了嫦娥四号任务月球车全球征名活动,经历了征名提交、评委函审、入围初审、网络投票、终审评审五个阶段。
在网络投票的基础上,评委进行了终审评审,“玉兔二号”最终以最高分入选。
看点
时间短难度大风险高
2019年1月3日,人类首个在月球背面软着陆的探测器嫦娥四号稳稳降落在月球南极·艾特肯盆地冯·卡门撞击坑。整个降落过程既惊心动魄又热血沸腾,来自各方的探月专家们向新华社记者详细介绍了这一过程。中国探月工程总设计师吴伟仁院士打了这样一个比方:嫦娥三号好比降落在华北大平原,而嫦娥四号好比降落在祖国西南的崇山峻岭中。
据介绍,嫦娥四号着陆区相当于嫦娥三号着陆区的八分之一,且落区周围有海拔10公里高的山。不同于嫦娥三号在月球正面的着陆区,嫦娥四号在月球背面着陆区地形起伏达到6000米,可谓跌宕起伏、险象环生。
“难度大、时间短、风险高。”吴伟仁如是评价嫦娥四号此次在月球背面着陆之旅的突出特点。然而,风险越高意味着回报有可能也会越大。
在嫦娥三号任务成功实施以后,关于嫦娥四号要去哪儿?应该干些什么?曾引发不小的争议。
嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲介绍:“当时大家想了很多,除了落到月球背面,也有专家考虑过让它飞得更远,但那样探测器就需要有很大变化。”
“嫦娥四号是嫦娥三号的备份,很多零部件与嫦娥三号一同设计生产,因而不能在设计上有太大变化。综合考虑各方面因素后,大家仍然选择去月球背面。”孙泽洲说。
“去月球背面比去正面风险增大了很多,但从技术发展角度来讲,如果我们未来要建设月球科研站,就需要航天器能够高精度着陆。”孙泽洲称,解决了这次任务面临的挑战,可为后续的深空探测和小行星探测打下基础。
除了科学上的意义,冯·卡门撞击坑对于中国而言还有另一层非凡的意义:它是以20世纪匈牙利裔美国航天工程学家冯·卡门命名的,他被誉为“航空航天时代的科学奇才”。中国航天事业的奠基人钱学森、郭永怀都是他的亲传弟子。
嫦娥四号的着陆区月球南极·艾特肯盆地是太阳系中已知最大的撞击坑之一,也被公认为月球上最老、最深的撞击盆地。在这里获取月球深部物质的信息,相信会在科学上有很大的惊喜。
科学家们认为,月球南极·艾特肯盆地是研究月球深部物质组成的重要窗口,对该盆地进行探测,有助于研究月壳和月幔的组成、月球的地质特征、月球的起源和演化,解释月球上的磁异常现象。
邹永廖介绍,月球车在月背行走时,还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,这个剖面一旦建立起来,将是国际首创。
同时,到月球背面开展低频射电天文观测是天文学家们梦寐以求的事情,可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。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。□新华社记者胡喆、喻菲、金立旺
解密
着陆目的地是如何选出的?
【据新华社北京1月3日电】(记者喻菲、全晓书、胡喆)嫦娥四号实现了世界首次月球背面软着陆,其降落地点在南极-艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,那么这个着陆点是如何选择出的?探月专家们对此做出了详细解答。
中国探月工程总设计师吴伟仁说:“在论证嫦娥四号任务时,我们感觉应该给它赋予更强的生命力和功能,做一些有挑战性的事情。”
中国航天科技集团五院嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲说,当时大家想了很多,除了落到月球背面,也有专家考虑过让它飞得更远,在其他天体上着陆。但那样探测器就需要有很大变化。综合考虑各方面因素后,大家选择去月球背面。
“去月球背面比去正面风险增大了很多,崎岖的地形给我们带来必须面对的问题。但从技术发展角度来讲,在月面更高精度的着陆是未来所需要的。”孙泽洲说。
“如果我们未来要建设月球科研站,需要多组探测器在一个范围内着陆,联合构成更复杂的系统,这更是需要航天器能高精度着陆。所以解决这次任务面临的挑战,可以为后续的深空探测和小行星探测打下基础。”孙泽洲说。
专家确定去月球背面后,具体着陆区域的选择还受到很多条件的限制。
孙泽洲说,嫦娥三号的着陆区在北纬45度左右的虹湾地区,探测器是按照这一纬度的光照条件设计的热控系统和太阳翼。而大部分继承了嫦娥三号设计的嫦娥四号首选着陆区纬度也在40至50度之间。
“纬度上划定范围后,再考虑经度,是落在月球背面的正中间还是边缘呢?由于要实现地球和月球背面的通信,中继星‘鹊桥’运行在地月第二拉格朗日点的Halo轨道上。它的全实时覆盖区域集中在月球背面中心点左右几十度的范围。”孙泽洲说,“而且我们不希望探测器与中继星通信的时候仰角太低,那样有可能会受到周围高山的影响。”
这样,嫦娥四号的着陆区从经纬度上就基本限定下来了。
在这个大致范围内,科学家们看中了艾特肯盆地,这个太阳系最大、最深、最古老的撞击坑,这里蕴含着月球最早的信息,有很高的科学研究价值,比如是不是有水?对这里的探测将对人类了解月球、地球、太阳系的演化提供第一手数据和线索。
而在艾特肯盆地这个直径大约2500公里,深13公里的巨大撞击坑内,还有一个直径为180公里的冯·卡门撞击坑,其底部地势相对平坦,能较好地保证着陆安全。
恰好与冯·卡门撞击坑经度上相差约13度的地方,还有一个克雷蒂安撞击坑,非常适合作为备选着陆区。假如嫦娥四号第一天在主选着陆区没有成功着陆,第二天还可以着陆在备选着陆区。
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月背那些等待破解的谜团
【据新华社北京1月3日电】(记者喻菲、胡喆、全晓书)嫦娥四号降落的月球背面,高山和深谷叠现,别有一番风光。中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖说,月球背面具有独特性质,嫦娥四号登陆的是从未实地探测过的处女地,或许能获得突破性发现。
未知世界
由于潮汐锁定,月球绕地球公转与自转的周期相同,因而地球上看到的月亮“景色”总是一样的。
在没有太空探测器的年代,月球背面一直是神秘的未知世界。
直到大约60年前,苏联的月球3号探测器传回了第一张月球背面的影像。大约50年前,美国阿波罗8号的3位宇航员在环月飞行时,成为最先亲眼看见月球背面的人类。
越来越多去往月球的探测器让人们发现,原来月球背面和正面如此不同:正面相对平坦,而背面崎岖不平、遍布坑坑洼洼的撞击坑。
邹永廖说,无论是物质成分、形貌构造还是岩石年龄,正面和背面都有很大差异。比如,从成分上看,月球正面约60%都被月海玄武岩覆盖,而背面几乎都是高地斜长岩。月球上有22个月海,19个分布在正面,只有3个很小的月海在背面。此外,月球背面的月壳比正面厚,最厚处达150公里,而正面月壳厚度只有约60公里。为什么会这样?这依然是个谜。科学家提出过很多假说,但只有真正进行着陆探测才有可能揭开这个谜。
期待惊喜
从上世纪50年代,人类发射到月球的探测器有100多次。但是月球背面着陆探测一次都没有。
“嫦娥四号着陆的艾特肯盆地目前属于处女地,在科学上会有很多新发现。”邹永廖说。
他说,艾特肯盆地是整个太阳系中最大最深的盆地,直径约2500公里,深十多公里。“我们可以在这里获取月球深部物质的信息,相信会在科学上有很大的惊喜。”
“月球背面的岩石更加古老。如果我们能获取更古老的岩石类型等物质成分信息,对我们了解月球的化学成分演化过程会有很大的帮助。”邹永廖说。
他说,在太阳系46亿年历史中,在39亿年前出现了小天体撞击高峰。为什么这个高峰出现在39亿年前而不是更早?目前科学家初步分析,艾特肯盆地可能就是39亿年前小天体撞击形成的。到那里开展精细探测,也许可以揭开这个科学之谜。
他说,月球车行走时,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,这个剖面一旦建立起来,在国际上是首创,而且对揭示着陆区域地质演化历史、演化细节有重大贡献。
此外,嫦娥四号上中国、瑞典、德国合作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。
科学家说,人类以及探测器在月球上会受到宇宙射线、太阳风等的损伤。月表环境探测将为人类重返月球以及月球探测器设计等提供重要帮助。
聆听宇宙
天文学家一直希望找到一片完全宁静的地区,监听来自宇宙深处的微弱电磁信号。在地球上,人们日常生产生活的电磁环境会对这样的观测产生严重干扰。
而月球背面是一片难得的宁静之地,因为月球自身屏蔽了来自地球的各种无线电干扰信号。
“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,可以填补射电天文领域上在低频观测段的空白。”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。
【新华社北京1月3日电】(新华社记者陈芳、胡喆)38万公里很远,远到人类文明从未在月球背面留下印记;38万公里很近,就在今天,中国在“蟾宫后院”折桂!2019年1月3日10时26分,中国嫦娥四号代表人类首次软着陆月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。
这一刻,世界看中国!
由于自转和公转的特点,月球永远只有一面对着地球。此前,国际上仅有极少数环月飞行器从太空中看到过月球背面的样子,而由于通信受限和技术原因,人类此前从未真正踏上过这片秘境。嫦娥四号在月球背面落月成功创造了人类太空探索史上的新纪录。
“天高地迥,觉宇宙之无穷”,千百年来,从嫦娥奔月到万户飞天,我们的祖先不断展现对宇宙的浪漫想象和探索激情。探索浩瀚宇宙、发展航天事业,正是亿万中华儿女不懈追求的伟大梦想。
我国探月工程全面启动以来,已经走过了15年的时光。15年间,从嫦娥一号拍摄的全月球影像图,到嫦娥二号首次实现我国对小行星的飞跃探测,再到嫦娥三号成功实现落月梦想……月球探测工程,成为我国航天事业发展的又一座里程碑,开启了中国人走向深空探索宇宙奥秘的时代,标志着我国进入具有深空探测能力的国家行列。
作为整个探月工程“绕、落、回”三步走战略中第二步的关键组成,嫦娥四号的一小步,无疑是整个人类太空探索史上的一大步。月球背面比正面更为古老。嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,其物质成分和地质年代具有代表性,对研究月球和太阳系的早期历史具有重要价值,嫦娥四号任务为中外科学家提供了更多太空探索的机会。
“踏上月球背面,已经是好几代科学家共同的梦想了。”中国科学院院士叶培建动情地表示,“落月是整个任务最关键阶段,充满了风险、未知和挑战。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、增进人类福祉的新时代。”
宇宙到底有多大?这是人类秉承探索发现的天性不断追寻的问题。在发现未知地带的征程中,中国航天人将不畏艰苦、不断创新,奏响探索宇宙的新畅想。
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