湖北日報訊 嫦娥三號探測器14日21時11分成功落月,中國成為世界上第三個有能力獨立自主實施月球軟著陸的國家。
  落月是從15公里高度開始的。大約11分鐘的落月過程中,嫦娥三號依靠自主控制,經過了主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速段等6個階段,相對速度從每秒1.7公里逐漸減為0。在距離月面100米高度時,探測器暫時停下腳步,利用敏感器對著陸區進行觀測,以避開障礙物、選擇著陸點。在以自由落體方式走完最後幾米之後,平穩“站”上月面的4條著陸腿觸月信號顯示,嫦娥三號完美著陸月球虹灣地區。
  由著陸器和“玉兔”號月球車組成的嫦娥三號月球探測器總重近3.8噸。在接下來的幾個小時里,“玉兔”號將駛離著陸器,開始為期約3個月的科學探測。著陸器則在著陸地點進行原地探測。
  精彩回顧
  嫦娥落月步步都是關卡
  “嫦娥”的“輕功”是怎樣煉成的?專家告訴記者,科研人員在“嫦娥”的“腦子”里輸入主減速、快速調整、接近、懸停、避障和緩速下降六道“密碼”。
  動力:7500牛變推力發動機
  嫦娥三號推進分系統由1台7500牛變推力發動機和若干台姿控發動機組成。這台7500牛變推力發動機是我國目前推力變化範圍最大的發動機。短短幾分鐘內,嫦娥三號在導航制導控制系統的指揮下改變推力大小,完成主減速和快速調整。速度從每秒1.7公里降至大約每秒50米,高度從15公里降至不到3公里。
  制導:聰明的“大腦”
  嫦娥三號整個動力下降段就十多分鐘,時間非常非常短。只能事先把程序設定好存進去,讓嫦娥三號有“足夠聰明的大腦”——導航制導控制系統。
  導航制導控制系統將測速測距數據和地形數據結合判斷,最終形成一套完善的策略來控制推進系統,確保實現平穩降落。
  安裝在著陸器上的測距測速天線,像靈敏的“觸角”,實時收發射頻信號,並及時傳遞至探測器控制系統,實時掌握嫦娥三號著陸器相對於月球錶面的速度和位置。
  完成快速調整後嫦娥三號進入接近段和懸停段,距離月面高度逐步下降至約百米,然後懸停。
  避障:“我們都是你的眼”
  月面崎嶇不平,嫦娥三號如何避開岩石大坑?嫦娥三號攜帶的測距測速儀,激光三維成像敏感器等就相當於嫦娥的“眼睛”。它們對月球錶面快速掃描,並繪製出立體影像。
  嫦娥三號在接近段有一次光學成像,先大範圍找一個相對平的地方挪到那附近。然後一百米懸停的時候再找一個更平坦的小範圍。懸停的目的是為了避開障礙、搜索安全著陸區。
  落月:“中國腿”練就好輕功
  經過粗避障、精避障,嫦娥三號距離自己選擇的著陸點只有數米時,接到關機信號發動機關閉,進入無動力下降。著陸時,“嫦娥”的垂直速度不大於4米每秒。
  由中科院合肥物質科學研究院和固體物理研究所研製的著陸器緩衝吸能部件,採用了一種具有優異力學性能、高吸能本領的新材料,確保著陸器以舒適的方式著陸,而不翻倒。
  這四條腿著陸時承受巨大的衝擊,卻能保證嫦娥三號強、輕、柔、穩地落月。我們驕傲地稱之為“中國腿”。
  嫦娥三號將“永駐”月宮
  按照設計目標,嫦娥著陸器將在月球工作一年,巡視器則工作三個月。我們希望嫦娥三號能夠實現這個壽命,更希望它能超過這個壽命,就像嫦娥二號一樣。
  專家們表示,嫦娥三號的任務是“落月”,實現我國航天器首次地外天體軟著陸。它不是返回式衛星,沒有另帶一顆運載火箭用於返回地面。完成任務後,嫦娥“三姑娘”就“永駐”月宮了。
  中國探月工程按“繞”“落”“回”三期分步展開。嫦娥一號完成繞月任務後受控撞月。以“落月”為主要任務的二期由先導星嫦娥二號、主任務星嫦娥三號和備份兼改進星嫦娥四號共同完成。
  探月工程二期總體部部長劉彤傑介紹,探月工程三期2011年批准立項。計劃在2017年前後實現月面採樣並返回地球。
  今日看點
  兩器分離 玉兔“走”起來
  嫦娥三號探測器是著陸器與巡視器的組合體,其中巡視器為“玉兔”號。
  據北京航天飛行控制中心專家介紹,嫦娥三號落月後,探測器首先進行初始化,著陸器打開太陽翼開始充電,將定向天線指向地球並與地面建立聯繫。初始化完成後,“玉兔”號要從“嫦娥”的懷抱中“走”出來,即兩器分離。
  兩器分離由一連串技術含量極高的“慢動作”組成。著陸器展開轉移機構與月面平行,為巡視器駛上月面“搭橋”。巡視器在著陸器頂端展開太陽翼和桅桿,先對著陸區域進行環視成像,然後緩緩行駛到轉移機構上。接下來,轉移機構解鎖,伸出的那一端緩慢降至月面。月球車隨即自行駛離著陸器,並與地面建立直接聯繫。
  身披國旗 玉兔嫦娥互拍照
  “駛上月面後,巡視器將行駛到著陸器周圍多個不同的位置。巡視器使用全景相機,著陸器使用地形地貌相機,兩器互拍照片。”嫦娥三號探測器系統總設計師孫澤洲說,兩器互拍,是本次嫦娥三號任務圓滿成功的標誌。兩器上各有一面五星紅旗。
  “玉兔號”身藏秘器本領大
  肩插“太陽翼”,腳踩“風火輪”,身披“黃金甲”,腹中“秘器”多。專家這樣形容“玉兔號”。
  寒冷環境不“死機”
  嫦娥三號探測器總設計師孫澤洲介紹,“玉兔”要能夠承載探測儀器在月球錶面進行多點就位探測;要在月球錶面一定區域安全行駛,並順利接近感興趣的探測目標;雖然月球車以地面遙操作控製為主,但必須具備自主實現危險應急和局部避障;還要能夠適應月面環境,安全度過月球黑夜。在經過月球寒冷的環境後,不能“死機”。
  可自動休眠
  “玉兔號”主要工作模式分為三類:行走、探測、通信。採用搖臂懸架構型,輪式行走裝置,獨立驅動;採用立體視覺完成周圍環境識別;根據環境信息,實現安全路徑規劃;利用機械臂輔助儀器實現就位探測;利用測月雷達探測土壤厚度和分層等信息。
  據介紹,在月夜到來,月面的光照和溫度環境不能滿足月球車的工作需求時,“玉兔號”會休息,進入休眠模式,只保證和地面必需的遙測聯繫,大部分科學探測儀器關閉,電源和熱控系統負責提供儀器的儲存溫度條件。待下一個月球白天到來,光照和溫度條件達到要求,月面巡視探測器自主喚醒進入新一輪工作。
  太陽翼
  科研人員為嫦娥三號量身打造的可重覆收展太陽翼,既能讓它在需要時展開以保證探測器電能,也能在著陸時收回以避免折斷。(本欄均據新華社電)
  (原標題:圖文:嫦娥三號落戶虹灣)
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