玉兔二號(hào)踏上月面。
嫦娥四號(hào)著陸器監(jiān)視相機(jī)C拍攝的著陸點(diǎn)南側(cè)月球背面圖像。
記者從國(guó)家航天局獲悉，嫦娥四號(hào)著陸器與巡視器已于1月3日夜里順利分離，玉兔二號(hào)巡視器駛抵月球表面。著陸器上監(jiān)視相機(jī)拍攝的玉兔二號(hào)在月背留下第一道痕跡的影像圖，由“鵲橋”中繼星順利傳回地面。
1月3日10時(shí)26分，嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并通過(guò)鵲橋中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。此次任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信。
記者從國(guó)家航天局獲悉，10時(shí)15分，科技人員在北京航天飛行控制中心發(fā)出指令，嫦娥四號(hào)從距離月面15公里處開(kāi)始實(shí)施動(dòng)力下降，7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)，逐步將探測(cè)器速度從相對(duì)月球1.7公里每秒降到零。在距月面6至8公里處，嫦娥四號(hào)進(jìn)行快速姿態(tài)調(diào)整，不斷接近月球;在100米處開(kāi)始懸停，對(duì)障礙物和坡度進(jìn)行識(shí)別，并自主避障;選定相對(duì)平坦的區(qū)域后，開(kāi)始緩速垂直下降。約690秒后，嫦娥四號(hào)自主著陸在月球背面南極艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門(mén)撞擊坑內(nèi)。落月過(guò)程中，降落相機(jī)拍攝了多張著陸區(qū)域影像圖。
落月后，嫦娥四號(hào)在地面控制下，通過(guò)鵲橋中繼星的中繼通信鏈路，進(jìn)行了太陽(yáng)翼和定向天線展開(kāi)等多項(xiàng)工作，建立了定向天線高碼速率鏈路。11時(shí)40分，著陸器監(jiān)視C相機(jī)獲取了世界首張近距離拍攝的月背影像圖并傳回地面。圖中展示了巡視器即將駛離著陸器、駛向月背的方向。
嫦娥四號(hào)探測(cè)器由著陸器和巡視器組成，共配置包括2臺(tái)國(guó)際合作載荷在內(nèi)的8臺(tái)有效載荷，其中著陸器上安裝了地形地貌相機(jī)、低頻射電頻譜儀、月表中子及輻射劑量探測(cè)儀等載荷;巡視器上安裝了全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀和中性原子探測(cè)儀。這些儀器將在月球背面通過(guò)就位和巡視探測(cè)，開(kāi)展低頻射電天文觀測(cè)與研究，巡視區(qū)形貌、礦物組分及月表淺層結(jié)構(gòu)研究，并試驗(yàn)性開(kāi)展月球背面中子輻射劑量、中性原子等月球環(huán)境研究。此外，著陸器還搭載了月表生物科普試驗(yàn)載荷。
著陸器與巡視器分離
1月3日嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功落月后，科技人員按計(jì)劃開(kāi)展了著陸器與巡視器分離各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)鵲橋中繼星狀態(tài)、著陸點(diǎn)環(huán)境參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、太陽(yáng)入射角度等兩器分離的實(shí)施條件，進(jìn)行了最終檢查確認(rèn)。
1月3日15時(shí)07分，科技人員在北京航天飛行控制中心通過(guò)鵲橋中繼星向嫦娥四號(hào)探測(cè)器發(fā)送指令，兩器分離開(kāi)始。記者從北京航天飛行控制中心飛控大廳屏幕上看到，嫦娥四號(hào)著陸器矗立月面，太陽(yáng)翼呈展開(kāi)狀態(tài)。巡視器立于著陸器頂部，展開(kāi)太陽(yáng)翼，伸出桅桿。隨后，巡視器開(kāi)始向轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)緩慢移動(dòng)。轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)正常解鎖，在著陸器與月面之間搭起一架斜梯，巡視器沿著斜梯緩緩走向月面。22時(shí)22分，巡視器踏上月球表面。
GNC系統(tǒng)控制落月全程
記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)五院了解到，相比嫦娥三號(hào)，嫦娥四號(hào)的落月難度更大。一方面，嫦娥三號(hào)著陸區(qū)地形起伏僅800米，堪稱“平原”;而嫦娥四號(hào)著陸區(qū)地形起伏達(dá)到6000米。更重要的是，嫦娥四號(hào)與地面交流需要通過(guò)鵲橋中繼星中轉(zhuǎn)，其間會(huì)產(chǎn)生約60秒的延時(shí)，這對(duì)于瞬息萬(wàn)變的降落過(guò)程顯然太久。因此，落月全程需要由嫦娥四號(hào)自主完成。
嫦娥四號(hào)的成功落月，將我國(guó)航天器制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(GNC)技術(shù)提升到了新的高度。
由五院502所研制的GNC系統(tǒng)，負(fù)責(zé)嫦娥四號(hào)奔月、環(huán)月、落月整個(gè)過(guò)程的控制，特別是近月制動(dòng)和落月的過(guò)程，沒(méi)有重來(lái)的機(jī)會(huì)，對(duì)系統(tǒng)可靠性有著極高要求。
地形崎嶇使得此前嫦娥三號(hào)的飛行軌跡無(wú)法適用，不可見(jiàn)又導(dǎo)致關(guān)鍵階段地面支持能力有限。在充分研究月面預(yù)定著陸區(qū)地形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，502所科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了適應(yīng)新地形的落月軌跡方案。為減少對(duì)地面的依賴，他們修改了原有設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和在危急狀況下的生存能力;同時(shí)完善了故障應(yīng)對(duì)措施，將原本依賴人工處理的故障預(yù)案全部放手交給著陸器自行決斷，大大提高了故障應(yīng)對(duì)速度。
正如我們開(kāi)車時(shí)需要行車?yán)走_(dá)和倒車?yán)走_(dá)輔助，引導(dǎo)嫦娥四號(hào)落月的GNC系統(tǒng)也需要各種探測(cè)器提供測(cè)量參數(shù)。五院研制的測(cè)距測(cè)速敏感器，通過(guò)精確把握速度和距離信息，為嫦娥四號(hào)安全降落提供了支持。
根據(jù)嫦娥四號(hào)著陸環(huán)境的特點(diǎn)，科研團(tuán)隊(duì)對(duì)此前嫦娥三號(hào)的測(cè)距測(cè)速敏感器進(jìn)行了升級(jí)和優(yōu)化。
著陸緩沖機(jī)構(gòu)防止落地時(shí)“閃腰”
雖然嫦娥四號(hào)不怕黑、不恐高，卻擔(dān)心在著陸瞬間“閃了腰”。為此五院給它研制了4條強(qiáng)有力的“腿”，不僅能讓它穩(wěn)穩(wěn)著陸，還能有效吸收著陸時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，防止它身上的設(shè)備被震壞。記者付毅飛
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