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揭秘嫦娥四号月背之旅:霸占 三大年夜 应战终抵"蟾宫后院"

发布时间:2019/01/08点击量:

  原标题揭秘月背之旅三大年夜 应战

  作者 邱晨辉

  1月3日,嫦娥四号在环球 瞩目之下胜利踏上月球背面,完成了人类探测器首次 月背软着陆。此前,嫦娥四号已经飞越38万公里,一路走来,千辛万苦 。

  嫦娥四号探测器包含两器一星,即月球软着陆探测器、月面巡查 探测器、“鹊桥”中继卫星,航行历程则包含发射、地月转移、环月、能源降落等阶段。这个中 每一步面对 的应战都弗成 小觑。

  中国航天科技个人八院嫦娥四号探测器系统副总批示 兼副总设计师张玉花示意,不管是地球与巡查 器间的通信 延时,照样 月球背面着陆区的地形起伏,抑或是没有光照的漫长月夜,都将考验嫦娥四号着陆器和巡查 器。好在,落月这一步已经顺利 走完。

  应战一:至多数分钟的通信 提前

  月球的一面对 着地球易购3平台,而另一面则永远背对着地球。嫦娥四号义务 与嫦娥三号义务 的主要 不合 易购3平台,就在于探测器起飞地点 由月球侧面改为了月球背面,这就使得探测器与地球的间接通信 旌旗灯号 遭到月球遮挡,必须 经由 “鹊桥”中继星停止旌旗灯号 中转。

  2018年5月21日,八院研制的长征四号丙运载火箭胜利将“鹊桥”中继星奉上 天月转移轨道,卫星随落伍 入环绕地月L2点的任务 轨道,为后续着陆器、巡查 器与低空站之间的测控和数据传输供给 中继效劳。

  随之带来的后果 是,地球与巡查 器间的通信 延时大年夜 大年夜 增添。

  张玉花说,在能源降落历程中,着陆器不能 对地间接通信 ,只能经由 中继星停止上上行操作,这些都是此次义务 的难点。

  八院804所测控分系统主任设计师汪莹也提到,不合 于嫦娥三号义务 时,科研人员能够在监控屏前及时 不雅 察到巡查 器对指令的履行 状况,此次从指令发出到举措 图像传回,至少有数分钟的提前,关于巡查 器的移动和机构流动有较显著的影响。

  科研人员为此谋略并设定了巡查 器每项举措 的最大年夜 耗时,连同每次举措 指令一起发送,同时付与 巡查 器必定的自立 性能,以便有效应答能够的突发状况。

  汪莹告诉记者,与嫦娥三号巡查 器比拟 ,嫦娥四号巡查 器测控数传分系统不只要承担与着陆器的数据通信 的性能,还要与中继星停止遥测和数据传输,这就请求 测控数传分系统充分思考冗余设计,提高系统可靠性。

  应战二:漫长月夜靠谁供给能量

  一个月夜相当于地球上14天。同时,月夜最低温度可到达零下180摄氏度。

  在没有光照的漫长黑夜里,关于依托太阳能供给 能量的嫦娥四号着陆器和巡查 器,若何 仰仗自身存储的能量,安全度过 月夜将是一个很大年夜 的应战。

  科研人员提出休眠唤醒 的概念:当太阳缓慢地升起时,着陆器和巡查 器将末尾忙碌的14天任务——着陆器在原地实施科学探测,巡查 器则“到处奔跑 ”末尾探测。

  而当月夜降临时 ,巡查 器会为自己找好栖息之所,收起桅杆,合上太阳翼,末尾休眠。不时到太阳照耀到月球车太阳翼的电池片上,唤醒 “觉醒”的巡查 器和着陆器,开启又一次勘测。

  探月工程太阳电池电路担负 人陈城透露,嫦娥四号驳回了三结砷化镓太阳电池,光电转换效力 大年夜 大年夜 降职。并且 ,新电池升高了太阳电池片的厚度,为太阳电池“减重”了10%。

  应战三:着陆区地形起伏撞击坑大年夜 且密

  嫦娥四号着陆区是位于月球背面南极-艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑。张玉花说,嫦娥三号的虹湾着陆区全部 地形平整,与之比拟 ,嫦娥四号着陆区地形比较起伏,撞击坑大年夜 且分布密集,这就对探测器着陆区的抉择和着陆精度提出了更高请求 。

  此外,巡查 器还要面对 月球表面日夜 温差变动大年夜 、低重力情形以及粗大年夜 微尘的污染等后果 。

  比如,月球重力只要地球的1/6,科研人员要针对这种低重力情形,对巡查 器的移动速度、距离、越障才华 等形状和参数停止充分的低空力学分析和验证,并联合月面散落的陨石和撞击坑的形状,使其具备必定的妨碍识别和自立 避障才华 。

  张玉花告诉记者,在全部 义务 历程中,科研团队为巡查 器定义 了感知、移动、探测、充电、安全、月昼转月夜、休眠、月夜转月昼7种任务形式,以应答不合 的月面情形。

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