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專家介紹，落月過程中，“嫦娥”將經(jīng)歷最驚心動魄的750秒自控環(huán)節(jié)。著陸后，“玉兔”將與“嫦娥”分離，獨自開展巡視探測。

□ 落月看點

自控 黑色750秒驚心動魄

探測器系統(tǒng)副總指揮譚梅介紹，在月球表面實施軟著陸是此次“嫦娥三號”任務(wù)最大的難點，也是任務(wù)成敗的關(guān)鍵所在。嫦娥三號著陸地點選在較為平坦的虹灣區(qū)。但由于月球地形的不確定性，最終“落月”地點的選擇仍存在一定難度。據(jù)悉，嫦娥三號將在近月點15公里處以拋物線下降，相對速度從每秒1.7公里逐漸降為零。整個過程大概需要12分鐘。探測器系統(tǒng)副總指揮譚梅將其稱為“黑色750秒”。

由于月球上沒有大氣，嫦娥三號無法依靠降落傘著陸，只能靠變推力發(fā)動機，才能完成中途修正、近月制動、動力下降、懸停段等軟著陸任務(wù)。據(jù)了解，嫦娥三號主發(fā)動機是目前中國航天器上最大推力的發(fā)動機，能夠產(chǎn)生從1500牛到7500牛的可調(diào)節(jié)推力，進而對嫦娥三號實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

在整個“落月”過程中，“動力下降”被業(yè)內(nèi)形容為最驚心動魄的環(huán)節(jié)。在這個階段，嫦娥三號要完全依靠自主導(dǎo)航控制，完成降低高度、確定著陸點、實施軟著陸等一系列關(guān)鍵動作，人工干預(yù)的可能性幾乎為零。“在這個時間段內(nèi)測控都跟不上了，判斷然后上去執(zhí)行根本來不及，只能事先把程序都設(shè)定好。”譚梅表示。

著陸 用修長美腿輕盈落地

嫦娥三號是著陸器和巡視器的組合體。中國空間技術(shù)研究院專家解釋說，嫦娥三號的“輕盈一落”還要依靠四條修長美腿。

據(jù)了解，其他國家的軟著陸方式主要有三種：一是氣囊彈跳式，二是著陸腿式，三是空中吊車式。每種方案都有優(yōu)缺點。然而就嫦娥三號來說，氣囊式不能滿足重量要求，吊車式又比較復(fù)雜，腿式能滿足任務(wù)需要，保證著陸的穩(wěn)定性。然而，“長腿”應(yīng)該什么樣？長幾條腿？曾經(jīng)是困擾研制團隊的一道技術(shù)難題。

經(jīng)過大量論證，“四條腿”得到了廣泛認(rèn)可。此外，材料要輕，要經(jīng)受落月時載重一噸半的終極考驗。科研人員在腿骨內(nèi)部增加了塑性變形吸能材料，在著陸沖擊時起到了很好的吸能和緩沖作用，而腿部末端安裝了臉盆大小的圓形大腳，可以保證著陸器在復(fù)雜的月球表面站穩(wěn)腳跟。

據(jù)介紹，在地面試驗場中，嫦娥三號著陸器從初樣到正樣進行了近百次的模擬試驗，從水平面到十幾度的坡面，著陸器的修長美腿均表現(xiàn)優(yōu)異，將助其在月面上平穩(wěn)著陸。

探測核心裝備

“嫦娥”配備：降落相機、地形地貌相機、極紫外相機、月基光學(xué)望遠鏡

“玉兔”配備：全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀、粒子激發(fā)X射線譜儀

“嫦娥”“玉兔”落地互拍

探月工程副總設(shè)計師孫輝先介紹，八大裝備各擔(dān)重任各有“神通”。其中，著陸器上的降落相機第一個開機工作，在“嫦娥”落月過程中獲取著陸區(qū)域的光學(xué)圖像。著陸器上的地形地貌相機除了承擔(dān)月表地形地貌光學(xué)圖像的科學(xué)任務(wù)外，還有一項工程任務(wù)——對“玉兔”進行靜態(tài)拍照和動態(tài)攝影。

落月后，“玉兔”將駛離“嫦娥”的懷抱抵達月面。此后，著陸器就“不挪窩”了，在著陸區(qū)就位探測；“玉兔”則會“走”起來，開展巡視探測。“玉兔”的全景相機將對著陸區(qū)和巡視區(qū)月表進行光學(xué)成像，用于對巡視區(qū)地形地貌、撞擊坑、地質(zhì)構(gòu)造的綜合研究。此外，它會“回望”著陸器，為之拍下“倩影”。紅外成像光譜儀進行巡視區(qū)月表紅外光譜分析和成像探測，粒子激發(fā)Ｘ射線譜儀對月表物質(zhì)主量元素含量進行現(xiàn)場分析。它們共同對巡視區(qū)能源和礦產(chǎn)資源進行綜合研究。

天文臺架上月球仰望星空

孫輝先介紹，嫦娥三號上的月基光學(xué)望遠鏡、極紫外相機和測月雷達，能幫助嫦娥三號巡天、觀地、測月。

“月基天文望遠鏡，相當(dāng)于人類第一次把‘天文臺’架到了月球上，在月球觀測星空。月基望遠鏡可以對各種天文變源的亮度變化進行長時間連續(xù)監(jiān)測。我們形象稱之為‘巡天’。”孫輝先表示，極紫外相機從月球上能觀測到地球赤道附近等離子體層全貌。通過對地球周圍的等離子體層產(chǎn)生的輻射進行全方位觀測研究，獲取地球等離子體層三維圖像，有助于了解太陽和地球的相互關(guān)系。

孫輝先介紹，月球車上有一臺測月雷達。巡視器在月面行走，測月雷達可以測巡視路線上月壤厚度及其結(jié)構(gòu)、地底下30米土壤層的結(jié)構(gòu)和100米深的次表層結(jié)構(gòu)。這個也是國外沒有做過的。

□ 落月難點

能否落在指定的虹灣區(qū)域

中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁表示，能否在指定的月球虹灣區(qū)域準(zhǔn)確落下，是嫦娥三號探測器實施軟著陸首先面臨的難題。

之前，嫦娥一號和嫦娥二號衛(wèi)星已經(jīng)解決了繞月飛行的技術(shù)問題。這一次，嫦娥三號探測器則要解決繞月成功后，能不能在指定區(qū)域落下來的問題。這好比開汽車，在高速路上跑，速度慢了，耽誤時間，速度太快，又不能及時剎車；要不就錯過了目的地，要不就一頭撞上去，不能成功完成任務(wù)。

所以，嫦娥三號的“剎車”時間是否合適、遠近距離是否準(zhǔn)確，都是此次發(fā)射任務(wù)的技術(shù)難點和關(guān)鍵。

最終落月地點選擇有難度

嫦娥三號著陸地點，選在較為平坦的虹灣區(qū)域。但由于月球地形的不確定性，最終落月地點的選擇，仍存在一定難度。

“月球表面從宏觀的方面來說相對還是比較平坦的，但小范圍，比如50米×50米或者10米×10米的小環(huán)境，它的地形地貌是什么樣子，我們不是很清楚，也不知道最終會降落到什么地方，這對我們而言是一個很大的考驗。盡管采取了很多措施，但風(fēng)險還是比較大，因為那里的月石、月坑很多，可能碰到石頭，也可能碰到壕溝，這些情況都可能存在。”吳偉仁說。（文字來源：京華時報）