12月8日,我国嫦娥四号月球探测器踏上茫茫奔月之路。自2007年以来,我国已先后发射嫦娥一号、嫦娥二号卫星和嫦娥三号探测器,实现了航天器绕月飞行、月面软着陆等目标。
此次奔月的嫦娥“四姑娘”又有什么独特之处?让我们为你揭开她的神秘面纱。
突破:首降月球背面
古往今来,人们在地球上永远只能看到月球的正面,未知的月球背面引起了人们的无穷遐想。
月球背面有着与正面截然迥异的地形地貌,分布着整个太阳系固体天体中最大最深的盆地——艾特肯盆地。这个盆地正是此次嫦娥四号的目的地。盆地直径约2500公里,深约12公里,其90%的面积都分布在月球背面,只有一小部分在月球正面。探索艾特肯盆地,有助于解开月球演变之谜。
由于月球正面的遮挡,月球背面还有各国天文学家梦寐以求的干净电磁环境。在这里开展低频射电天文观测,可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。
升级:比“三姐”更灵巧
肩负新使命的嫦娥四号相比嫦娥三号有了不少升级改造。
首先,在月球上温差达300摄氏度的情况下,裸露在外的电缆极易出现故障,嫦娥四号月球车进行了电缆最小化裸露改进,提升了月球车整体可靠性。改造后的嫦娥四号月球车总重量只有140千克,是目前世界上重量最轻的月球车。
其次,针对月球背面软着陆的任务特殊性,嫦娥四号也有很多的改变。比如,月球背面地形更复杂、陨石坑更多、地势更陡峭,落月时,嫦娥四号需要更加敏捷的“身形”,科研人员就对它下降过程中的控制策略进行了调整,着陆导航敏感器的性能也有进一步提升。此外,为提高此次嫦娥奔月任务的安全性、可靠性,科研人员还提升了着陆器和巡视器的“自主能力”,给予嫦娥四号一颗更聪明的“大脑”。
“鹊桥”:搭起太空通讯之桥
对于人类航天探测来说,月球背面至今仍是一块“处女地”。然而,要实现航天器在月球背面软着陆,并不容易。地月之间通信是探索月球背面的首要难题。由于月球整体的遮挡,月球背面与地面无法建立直接、实时的通信。
我国科研工作者们为破解这一难题给出了独特的中国方案。今年5月21日我国发射的“鹊桥”中继卫星,如今正工作在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的使命轨道上,在这个安静了几十亿年的地方接通“WiFi路由器”,在地面和月球背面之间架起了信息“天桥”。在嫦娥四号探测器着陆过程中,地月之间可通过“鹊桥”同时实施对着陆器、巡视器以及“鹊桥”本身的测控与通信。
重任:肩负多项任务
科研团队为嫦娥四号配备了8台有效载荷。其中,着陆器携带了地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪等,巡视器装有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等。
由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”,小“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。科学家将在这个小空间里创造动植物生长环境,实现生态循环,并向大众直播。
3台“中外混血”的科学载荷也将一同踏入月球背面,展开科学探索。荷兰研制的低频射电探测仪,可以聆听低频的宇宙之声,探寻宇宙大爆炸后几亿年时间里的蛛丝马迹。德国研制的月表中子与辐射剂量探测仪,可测量能量中性粒子辐射和着陆器附近月壤中的相关物质含量,有助于估算月球上的氦-3、水等资源储量。瑞典研制的中性原子探测仪,可以用于测量太阳风粒子在月表的作用情况。