新民圖表製圖 戴佳嘉特派好房網記者 薑燕
  昨天,在嫦娥三號即將升空前,中國探月工程總設計師吳偉仁向外界詳細介紹了本次任務的特點和風險。嫦娥三號發射任務九份民宿的主要環節是近月制動、變軌、軟著陸和兩器分離,其中軟著陸即“落月”是最重要的考驗。
  搭把東森房屋梯子入“月宮”
  吳偉仁說,火箭發射以後,探測器奔向月球,大約歷時5天到達。它首先要執行近月制動,也就是俗稱的近月剎車,這次使用的是新房屋貸款研製的一種變推力發動機剎車。這次任務與嫦娥一號、嫦娥二號都不一樣,以前是先變成橢圓軌道,再變成圓軌道,嫦娥三號因為能源受到限制,特別是推進劑受限,設計了環月圓軌道飛行方案,一次性地把環月探測設計成一個100km×100km的圓軌道。嫦娥三號在此軌道運行一段時間過後開始進行變軌,變成100km×15km橢圓軌道。再運行幾天以後,進入著陸過程,從15公里的高度下降。
  “發射、近月制動、變軌和月面降落比較起來,後者更為關鍵,從15公里開始下降,要在短短的幾百秒之裝潢內安全降落到月面預選著陸區,這對我們來說是一個全新的,也是一個最重要的考驗。”吳偉仁說。
  吳偉仁介紹,落月難度之所以大,是因為月球的錶面是未知的,不知道它會降落在什麼地方,關鍵是探測器所降落的小環境現在還是不太清楚。雖然研究人員採取了很多措施,包括考慮到月球沒有大氣,採用火箭反推,再逐步減速的方法。為了測定著陸器的高度、速度,又研製了新的激光測距、微波測速測距雷達,採取多種措施精確測量它的距離和速度,但風險還是比較大,因為月石、月坑很多,探測器可能碰到石頭,也可能碰到壕溝。他說,在這方面,國際上也做了一些嘗試和探索,如前蘇聯進行了多次月球探測,其中用於軟著陸的探測大概有13次,前面12次都失敗了,最後第13次才成功。美國要實現軟著陸也失敗了3次,第4次才成功了。
  安全降落以後,一個很重要的環節是月球車從著陸器上分離、釋放、解鎖、轉移到架艙上來,架艙就是我們俗稱的“梯子”。從梯子下到月面,月球車才算“走”下來。走下來也和地形有關係,如果周圍比較平坦,走下來比較容易一點,假如梯子旁邊有什麼障礙物,難度就比較大。
  “嫦娥”還需望星空
  嫦娥三號這次搭載了多種有效載荷或者科學載荷,它要實現的既有工程目標,也有科學目標。工程上要解決的問題是“怎麼上去”,即從地面到月球,然後著陸在月球,科學上要實現的是“上去乾什麼”。嫦娥三號配置了多種科學載荷,第一配置是月基光學望遠鏡,要在月球上看天體。月球沒有大氣,在那裡看天體是“直通車”,清晰度非常高。第二,月球上是14個白天,14個黑夜,一個月球日相當於28個地球日,所以它在同一個地點可以長時間觀測某一個天體或天區,這對認識太陽系、認識天體很有科學價值。
  關於月球上的能源問題,根據美國人和嫦娥一號、嫦娥二號的科學探測結果,認為月球上氦3比較豐富。嫦娥一號、嫦娥二號的探測結果認為月球上有100萬噸到500萬噸。也有科學家以1992年全世界用電量為基礎,計算過將它用於核聚變,認為只要有8噸氦3就可以解決全地球的能源問題。地球上氦3很少,月球上很豐富,但要實現氦3的探測、採集、運輸、返回是一個很大的科學難題,不是短期內能夠實現的,從長遠看不排除這種可能性。月球上還有其他很多金屬,許多金屬和化學元素是地球上沒有的。
  “玉兔”永留月球上
  嫦娥三號任務完成後,月球車和著陸器會永遠留在月球上,網友們很關心這兩個“寶貝”的命運,它們能堅持工作多久,將來會不會毀壞或者“犧牲”。
  吳偉仁說,目前它倆的設計壽命是著陸器在月球工作1年,月球車工作3個月,希望它們能夠實現這個壽命,最好超過這個壽命,就像嫦娥二號一樣。嫦娥二號設計的工作時間是半年,到現在還在工作,現在已經三年多了,而且還飛到6200萬公里去了。
  空間飛行器的設計壽命是一個方面,設計得好會超過這個壽命。所以月球車和著陸器也可能超過設計壽命。這與月球的環境也有關係,月球正面是120度℃,背面是零下180℃。它們工作過後,沒有打算拿回來,也不可能把它們拿回來,設計時沒這樣考慮。壽命時間過後,就看它的生存能力,最後肯定是工作一段時間以後,由於能源耗盡或者其他方面的原因,比如某個部件損害都有可能不能支持它工作,那它就“貢獻生命”了。
  深空測控鎖倩影
  比起嫦娥一號、嫦娥二號,嫦娥三號主要有幾個方面的創新,這些創新都是自主的、百分之百的國產化。第一,我國第一次研製了一個能在月球降落的探測器,實現在月球的軟著陸。為實現月球軟著陸,科研人員實現了多種創新。整個探測器的形體也是一個全新的構造。第二,第一次在月球上釋放月球車,科學名字叫巡視器。第三,第一次研製了深空測控。為了月球探測,在喀什研製建設了35米口徑的S頻段、X頻段和ka頻段大型深空站,在佳木斯研製建設了66米口徑的S頻段、X頻段的深空測控站,還規劃在南美洲建設一個大型深空站。在上海建設了一個VLBI站,65米的大型深空望遠鏡。這些大型深空站的建設,對月球探測和以後的火星探測及太陽系探空測控大有幫助。美國和俄羅斯有大型的深空測控網,歐空局也建立了相應的深空測控網,我國是第四家。
  (本報西昌衛星發射中心今日電)  (原標題:“玉兔”登月最難點:如何“不摔跤”)
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