告別“閉眼著陸”,嫦娥四號“睜眼”首登月背

過去,月球探測器都是“閉著眼睛”著陸,整個著陸的過程被業內人士稱為“黑暗時刻”。如今這一狀況得到了改變。王建宇說,有了中國自主研發的最新的激光三維成像技術之後,這幾百秒的“黑暗時刻”可以重見光明。

在經過26天的等待之後,2019年1月3日,嫦娥四號月球探測器(下稱“嫦娥四號”)終於著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內,實現了人類探測器首次在月球背面的軟著陸。

嫦娥四號還通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。這也意味著通過中繼衛星,地球正式與月球背面建立了聯繫。

“從嫦娥三號在月球的虹灣實現軟著陸開始,我們的探測器就是‘睜著眼睛下去的’。”中科院上海技術物理研究所院士王建宇在接受第一財經記者採訪時表示。

讓嫦娥四號順利“睜著眼睛下去”,依靠的是三大裝備:激光測距敏感器、激光三維成像敏感器和紅外成像光譜儀——負責這三大設備研製的正是王建宇團隊。他稱,這是目前人類登月過程中使用的最為先進的技術設備。

三大設備助力安全落月

“激光測距敏感器和激光三維成像敏感器是落月過程中必不可少的‘眼睛’,是確保探測器安全著陸最關鍵、最核心的技術裝備。”王建宇向第一財經記者介紹,“有了它們,探測器就能準確地知道自己距離月球的距離,並清楚地看到著陸區域的地形地貌,從而尋找到安全的著陸地點。”

王建宇告訴第一財經記者,嫦娥四號激光測距敏感器的激光光源、探測器、高壓電源等核心元部件均為國產自研,並進一步提高了系統的集成化、輕量化程度。

過去,月球探測器都是“閉著眼睛”著陸,整個著陸的過程被業內人士稱為“黑暗時刻”。如今這一狀況得到了改變。王建宇說,有了中國自主研發的最新的激光三維成像技術之後,這幾百秒的“黑暗時刻”可以重見光明。

在嫦娥四號到達月球表面100米左右的懸停位置時,激光三維成像敏感器開始工作:採集月球表面的三維圖像,精確識別障礙,確保探測器降落在安全區域。王建宇說,這些精細的掃描成像工作,只需短短几秒就能完成。

以上兩個設備屬於工程設備,解決了嫦娥“落月”的問題。當成功著陸後,未來的科學實驗探測才真正開始。為此,王建宇團隊還為嫦娥四號裝上了“紅外眼”——一個重量不到6千克的紅外成像光譜儀。這臺儀器能夠通過獲取精細光譜信息,幫助科學家識別月壤及月面岩石的成分。

王建宇透露,紅外成像光譜儀將於1月4日開始投入工作。

往返地月,飛向火星

嫦娥四號的“落月”也標誌著我國探月工程第二階段的順利完成。未來的三期工程將由嫦娥五號任務組成,實現月面自動採樣返回的科學目標,並開展月球樣品的地面分析研究。嫦娥五號探測器(下稱“嫦娥五號”)預計在今年下半年發射前往月球,並帶回採集的樣本。

王建宇稱,嫦娥五號將在發射後的幾年內返回地面——這也將實現人類探測器首次登陸月球並返回地球的壯舉。

“人類首次在月球背面著陸固然意義重大,也象徵著中國在航天技術能力的提升,但目前嫦娥四號發回什麼樣的圖片以及探月真正的科學意義可能還存在矛盾。”王建宇對第一財經記者表示。他說,目前傳回的照片只是為了說明“在月球上”,象徵意義更大,但是未來要實現的科學意義,比如探測地面的光譜等,還需要很長時間的積累。

值得一提的是,在登月計劃之外,人類對火星的探索也從未終止,就如王建宇所言,“下一步我們還將繼續研究在火星的‘探’與‘落’”。

相關統計數據顯示,在過去50年裡,人類發射的全部著陸器和漫遊車只有約40%安全地降落到火星表面。

2018年5月,NASA向火星發射了InSight探測器,在歷時6個月的旅行後,InSight探測器已於2018年11月26日在火星著陸,將於今年3月完成所有儀器的科學配置,並開始地質勘探。

2018年7月26日,《科學》稱,意大利科學家通過歐洲航天局的“火星快車”(MarsExpress)探測器的雷達系統,監測到了在火星南極1500米冰蓋下的大面積液態湖泊。這一發現也成為火星探索旅程中的重大突破,不僅為火星的生命搜尋提供了關鍵證據,還為數十億年間的火星環境的轉變提供了新的線索。


分享到:


相關文章: