肩負“落月”重任的嫦娥三號今日淩晨1時30分將在西昌衛星發射中心實施發射。此次任務將對月表形貌與地質構造進行探測,並挑戰中國探月工程史上的多個首次。作為這部“嫦娥奔月”大片的主角,“玉兔號”月球車的表現亦備受期待。
嫦娥三號2日淩晨1時30分發射 瞄準“零窗口”
12月2日淩晨1時30分,“嫦娥三號”探測器將在西昌衛星發射中心發射。屆時,“嫦娥三號”將攜“玉兔號”月球車首次實現月球軟著落和月面巡視勘察,並對月表形貌與地質構造等進行科學探測。目前,發射場區各項準備工作已全部就緒。
為提高探測器入軌精度,此次任務將瞄準“零窗口”發射。對於為何會選擇這個發射窗口,西昌衛星發射中心專家表示,“影響發射窗口的外界條件主要有天體運作軌道條件、航太器的軌道要求、航太器的工作條件要求、其他如發射方向、地面跟蹤測控和氣象等條件。”
“發射窗口是允許發射航太器的時間範圍,此次任務力爭分秒不差地將火箭點火發射。”該專家稱。
嫦娥三號任務採用捆綁有四個助推器的長征三號乙運載火箭實施發射,將探測器直接發送至近地點約200公里,遠地點約38萬公里的地月轉移軌道。據悉,和嫦娥一號、二號衛星發射相比,對火箭的推力要求更大。
為確保嫦娥三號完美登月,火箭將採用多窗口、窄寬度和高精度入軌發射,這在中國航太發射史上是第一次。
“多窗口、窄寬度發射很難,對軌道設計等方面的要求非常高。”運載火箭系統總設計師姜傑介紹,“嫦娥三號任務共選擇了6個發射窗口,每個窗口的發射時間間隔非常短,需快速裝訂不同彈道參數。”
西昌衛星發射中心黨委書記孫保衛表示,經過四次聯事總檢查,火箭系統完全正常,嫦娥三號探測器的各項指標完全符合發射要求。
嫦娥三號挑戰中國探月多個首次 將完成三類任務
按計劃,嫦娥三號將在月球虹灣區著陸,進行為期約3個月的科學探測。從中國航太器地外天體軟著陸,到把“天文臺”架到月球,再到從月球“回望”地球電漿體層,嫦娥三號將挑戰中國探月工程史上的多項 “第一次”。
對於如何實現首次軟著陸月球,中國科學院院士、嫦娥三號探測器系統首席科學家葉培建直言,從距離月球15公里到落月,我們沒有任何經驗。
“為實現軟著陸,不讓探測器撞到月面,必須先點火‘把它頂上去’,到很接近月面時又必須將發動機關機,以免揚起月塵,污染相機鏡頭或影響其他設備工作。”葉培建介紹,為緩減衝擊力,著陸器的每條腿都能吸收衝擊力,每只腳都穿了一個大“鞋墊”。
據悉,迄今為止,全球已進行129次月球探測活動,成功或基本成功66次、失敗63次,成功率僅51%。目前,全球僅有美國、前蘇聯成功實施了13次無人月球表面軟著陸。
月基天文望遠鏡由望遠鏡主體、反射鏡轉臺組成,相當於把“天文臺”架到月球上,是國際上首次實現在月球上觀測恒星、星系和宇宙。分析稱,此舉可以對各種天文變源的亮度變化行為進行長時間連續監測,然後拍照把數據傳回地球。
此外,嫦娥三號還將用極紫外相機首次從月球“回望”地球電漿體層。分析稱,嫦娥三號月面軟著陸後,能夠看到地球電漿層的全貌。通過對地球周圍的電漿體層產生的輻射進行全方位、長期的觀測研究,獲取地球電漿體層三維圖像,有助於了解太陽和地球的相互關係。
據悉,嫦娥三號將完成月表形貌與地質構造調查、月表物質成分和可利用資源調查、地球電漿體層探測和月基光學天文觀測等三類科學探測任務。“嫦娥三號探測器是中國自主研製的首個月球探測器,80%以上的技術均為全新研發。”國防科工局新聞發言人吳志堅說,這是中國航太領域迄今最複雜、難度最大的任務。
對此,探月工程副總指揮李本正坦言,由於新的技術、新的產品是頭一次執行任務,嫦娥三號任務存在很大風險。
玉兔號月球車備受期待 可探測月面下100米深
作為這部“嫦娥奔月”大片的絕對主角,“玉兔號”月球車的表現備受外界期待。中國航太科技集團宇航部部長趙小津指出,嚴格意義上說,月球車並不是一輛車,而是一個長著輪子能夠適應惡劣空間環境,並開展空間科學探測的航太器,是一個低功耗、高智慧的機器人。
月球車將在月球表面自主“行走”巡視探測,可耐受300攝氏度的溫差。據了解,月球車上除了各種照相機、紅外光譜儀和粒子激發X射線譜儀外,還在車底安裝了雷達,將探測月球地表以下100米左右深度的地下結構。有專家指出,這是前人從未做過的,將對月球次表層探測作出貢獻。
中國繞月探測工程首任首席科學家、中國科學院院士歐陽自遠介紹,月球車能完全自主導航,在月亮上可以根據照相機拍到的四週情況,自己決定該走哪條路;可以自主避障,前面有大石頭擋住了,知道怎麼避開障礙;還可以自動上坡下坡,能走它就走,走不過去就繞著走。
當然,月球車在月面“行走”也是存在風險的。據了解,月壤細粒會大量揚起,形成月塵,一旦附著很難清除。月塵可能引起月球車很多故障,包括機械結構卡死、密封機構失效、光學系統靈敏度下降等。
“月球重力是地球的六分之一,表面土壤非常鬆軟,凹凸不平,有石塊、有隕石坑,還有陡峭的高坡。在這種環境中,月球車既不能打滑,更不能翻車。”全程參與研製的主任設計師肖傑說,“玉兔”號在月面巡視時採取自主導航和地面遙控的組合模式,不僅可以自主前進、轉彎、後退,還可以原地打轉、橫向側擺,確保在危機四伏的月面上暢行無阻。”
據介紹,月球車該休息的時候可以自動進入休眠狀態,並能自動喚醒重新工作。此間,玉兔號將對月表進行三維光學成像、紅外光譜分析,開展月壤厚度和結構科學探測,對月表物質主要元素進行現場分析等。(姚培碩)
