嫦娥四号探月工程团队获“影响世界华人大奖”

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(环球时报12月4日报道)2018年的世界航天发射,开年头几个月就好戏连台,而刚刚进入12月,不仅没有出现收官的状态,反而呈现出多个航天大国的重磅发射任务接踵而至的情况:莫斯科时间3日14时31分,俄罗斯“联盟MS-11”号飞船在拜科努尔发射场成功发射。10分钟后,该飞船与第三级火箭成功分离,进入近地轨道,并自主飞向空间站。按照计划,紧随其后,美国“猎鹰9号”火箭将进行一次一箭64星的创纪录发射,这也是该型火箭首次进行第二次复用。

可以说,嫦娥四号探月工程的成功,在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现了地球与月球背面的测控通信,在月球背面留下了世界探月史上的第一行足迹,揭开了古老月背的神秘面纱,开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。同时,这也是我国由航天大国向航天强国迈进的重要标志之一,是新时代中国人民攀登世界科技高峰的新标杆、新高度,更是中华民族为人类探索宇宙奥秘作出的又一卓越贡献。

图表:嫦娥四号2018年首次月球背面软着陆。(新华社记者 孟丽静
编制)(拖拽图片可查看大图)

这人类历史上的第一次月背着陆,是中国航天人向不可能完成的任务的挑战,其技术难度非常大。

同时,在月球背面着陆的科研意义也很大。由于月球屏蔽了地球的无线电干扰,月球背面的电磁环境更干净,为开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测与研究提供了理想场所。

首道难题是通讯问题。月球背面看不到地球,着陆器和探测器必须通过中继的方式,才能将讯息传回地球,也就是说,要把着陆器和探测器中继到轨道上的一颗卫星上,这对中继技术是一个考验。而要在30个月之内交付这一世界首颗地月中继通信卫星,要完成从方案设计到生产、集成、测试和试验的全部工作,时间之紧、难度之大可以说是前所未有。

除了美俄,中国也将在12月迎来一次重量级航天发射。按照计划,中国嫦娥四号月球探测器将于近期在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射。此次任务的最大亮点是,中国将实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测,这被认为是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。

2018年5月21日,嫦娥四号中继星鹊桥号成功发射,在整个任务研制流程中,鹊桥研制团队没有耽误一个重要节点,没有出现一次低层次质量问题,按时保质完成了全部研制任务,成功搭建起地月通信之桥,为月球背面的着陆器和巡视器提供了稳定可靠的中继通信链路,为月球背面软着陆探测人类壮举的实现提供了可能。

这次着陆的难度要比以往的月球探测器在月面软着陆更大。专家表示,由于月球的遮挡,月球背面无法与地球进行直接通信和测控。为此,我国于2018年5月发射了“鹊桥”中继卫星,目前工作在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点使命轨道,将为落在月球背面的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控和数据传输服务。

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新探索,永远无止境

据介绍,这次承担月球背面巡视探测任务的月球车,基本继承了玉兔号的状态,但针对月球背面复杂的地形条件、中继通信新的需求和科学目标的实际需要,进行了适应性更改和有效载荷配置调整。

据张熇介绍,月球背面比正面要古老几亿年,研究背面的月壤、地形地貌,对研究月球的起源演化有着重大的科学意义。从目前来看,各项数据都在持续观测和采集中,科学家会通过大量的反演、测算来得出结论,揭开月球更多的秘密,满足人类对宇宙的好奇和探索。此外,因为月球背面挡住了地球的辐射干扰,所以那里是做低频射电天文观测的理想场所。她还说,本次嫦娥四号搭载了来自德国和瑞典的载荷,是国际合作的一个成功案例。同时,探月四期工程的目的是建成一个能够长期在月面运行、可能地处极区附近的月球科研站,希望能有多个国家共同参与,共同提出一些科学任务,充分利用好这个科研站,从而取得更多科学技术成果。

在美俄之后,中国航天也将进入一个高光时刻——嫦娥四号将在本月发射并实现世界首次月球背面软着陆。

据了解,自2004年批准嫦娥一号立项,至今已有15年,仅嫦娥四号项目就有上万人参与其中,耗时近四年。

获奖者供图

但这并没有难倒中国航天人。地月中继通信卫星鹊桥研制工作一启动,整个项目团队就进入了冲刺状态。测试间的灯时常彻夜通明,办公室假日里也总是回荡着键盘的敲击声。大家知道这个中继星不同于其他的变轨,近月制动对轨道控制的要求极为苛刻,而且机会只有一次,稍有偏差,它将无法再回到正确轨道,中继星也就成了断了线的风筝。为了确保近月制动顺利完成,研制团队一起反复讨论,制定和完善应急预案。

嫦娥四号月背着陆遇到的第二个难关是如何选择着陆区并实现软着陆。据专家介绍,月背的地形异常崎岖,几乎全是坑洼,这会给着陆带来很大的困难。美国、苏联早期的着陆技术,都是盲降,即往下冲,撞哪儿算哪儿。这种方式在月球正面或许可行,但在月背盲降很容易被撞翻或者撞毁,导致前功尽弃。因此,不仅要精心选择着陆区,嫦娥四号的着陆器也必须采取非常智能的避障式降落,要求它在到达离月背表面一定高度后,可以自主探测、自主平移和调整下降的速度和地点,要像一位机敏的轻功高手,避开各种障碍,优雅、轻巧地着陆。

航天科技集团一院长征三号甲系列火箭总指挥金志强介绍,探月工程任务对轨道高度和入轨精度要求都很高,长三甲系列火箭因其出色的适应能力、多样的发射轨道、精准的入轨精度脱颖而出,成为执行探月工程发射的最佳选择。

2018年12月8日,将嫦娥四号月球探测器带上天、送入预定轨道的,是由中国航天科技集团有限公司第一研究院抓总研制的长征三号乙遥三十运载火箭。这是长征三号甲系列火箭的第95次发射。在此之前,它们已成功将嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥五号T1再入返回飞行器一一送上了预定轨道,作为嫦娥奔月的专属列车,它们成绩卓著。

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长三甲系列火箭从方案设计起,就始终贯彻了系列化、组合化、通用化的设计思想,长三甲、长三乙、长三丙三型火箭之间具有良好的继承性和通用性。经过多年努力,持续的改进,火箭状态日趋成熟。为了确保发射取得圆满成功,研制队伍做了充分的准备,采取了一系列加严措施,强化质量管控。由于嫦娥四号任务窄窗口发射、冬季发射的特征,火箭团队组织开展专题风险分析,制定了520项预案。为了充分利用嫦娥四号在2天内多窗口的发射机会,降低发射实施风险,火箭系统开展了低温加注后推迟24小时发射的技术创新,这在国内尚属首次,也让长三甲系列火箭在执行任务中底气更足,在第一天第一窗口就实现了准时发射,且入轨精度进一步提升。正是在它的护送下,嫦娥才得以奔上月背。

嫦娥四号探测器系统项目执行总监张熇说,航天器最大的特点,就是一旦发射,既不像汽车能召回,也不像飞机有定期维修,它发上去,看不见摸不着,基本不可修复,如果有任何疏忽,很难补救。所以,航天人在工作中,尤其强调质量第一,即把所有的风险都要事前识别和控制,要
零缺陷、零故障、零疑点,高标准、高安全、高可靠,要有如履薄冰、如临深渊的心态。在这样高强度、高压力的工作环境下,一大批老专家和年轻的科研人员,抛开个人名利,恪尽职守,默默奉献。

搭鹊桥,中继星先行

中新网3月20日消息,因在航天探月科技领域作出的卓越贡献,2019年3月20日,华人盛典组委会公布嫦娥四号探月工程团队获得世界因你而美丽2018-2019影响世界华人盛典大奖。