澳门新葡亰平台网址大全嫦娥四号成功着陆几率仅50%?美媒批西方对中国航天计划有”抵触情绪”-千龙网·中国首都网

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北京时间9月24日23时,国际顶级学术期刊《自然》子刊《自然-通讯》(Nature
Communications )在线发表了一篇来自中国科学家的成果:Descent trajectory
reconstruction and landing site positioning of Chang’E-4 on the lunar
farside。中国科学院国家天文台副台长、月球与深空探测研究部主任李春来领导的“嫦娥四号”研究团队,精确定位了“嫦娥四号”的着陆位置,并对“嫦娥四号”的落月过程进行了重建。

嫦娥四号月球探测器 昨启动全球征名活动

2018年8月15日,中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心在北京举行仪式,正式启动嫦娥四号任务月球车全球征名活动,并对外公布嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车外观设计构型。按照计划,中国探月工程嫦娥四号任务将于2018年12月实施,将首次实现人类探测器在月球背面软着陆和巡视勘察。图为嫦娥四号任务月球车月面效果图。(国防科工局探月与航天工程中心供图)(图片来源:CFP视觉中国
千龙网发)(拖拽图片可查看大图)

这一研究工作“为‘嫦娥四号’着陆器和‘玉兔二号’月球车开展科学探测提供了背景信息和位置基准”。论文第一作者、中国科学院国家天文台研究员刘建军对澎湃新闻记者表示,“嫦娥四号”着陆器作为月面永久性标志,其位置的精确定位,可以作为月球背面的控制点,将是月球背面控制点研究、高精度月球测绘的基础。“也将为我国未来深空探测任务提供技术支持”。

本报讯计划于今年底发射、将实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察的嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车昨天公布了外观设计构型。中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心昨天启动月球车的全球征名活动。

(参考消息网12月7日报道)美国《福布斯(Forbes)》双周刊网站12月5日刊文称,美国国家航空航天局(NASA)局长吉姆·布里登斯廷(Jim
Bridenstine)上周在宣布商业运载服务合作伙伴时说:澳门新葡亰平台网址大全 ,“美国正在重返月球表面,我们实现这个目标的速度比你们想象中更快!”实际上,比想象中更快抵达月球表面的国家将是中国。在新年前夕,中国可能成为第一个将探测器送上月球背面的国家。嫦娥四号月球探测器将在2018年12月8日从中国西南部的西昌卫星发射中心发射升空。不久之后,中国国家航天局将尝试成为第一个在月球背面着陆探测器的航天机构。预计这一努力将在12月31日进行。

2019年1月3日,中国的“嫦娥四号”月球探测器在冯 卡门陨石坑(Von Kármán
crater)着陆,成为人类历史上首个着陆于月球背面的无人探测器。

嫦娥四号月球车昨天开始面向全球征名,提交时间截止至9月5日24时,预计10月上旬公布征名结果。参与活动者最高可获3000元奖励,还有机会赴发射现场目送嫦娥四号飞天。

专家认为,嫦娥四号探测器成功降落在冯·卡门(Von
Kármán)撞击坑的几率只有50%,(嫦娥四号预定着陆区(45°S-46°S,176.4°E-178.8°E)位于月球背面南极艾特肯盆地(SouthPole-Aitkenbasin)中的冯·卡门撞击坑(Von
Kármán crater)内。

9月23日晚间,“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”月球车安全度过长达14天的月夜极低温环境后,分别受光照成功自主“唤醒”,进入第十个月昼工作期。截至第九月昼期,“玉兔二号”月球车共行走284.661米。科研人员则根据获得的工程和科学数据持续开展着相关研究工作。

按照嫦娥四号着陆月球背面的实施方案,今年5月发射了中继星;今年12月将发射嫦娥四号着巡组合体,实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察,着陆点设置在南极-艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内。嫦娥四号着陆器和月球车由中国航天科技集团有限公司抓总研制。

但一个令人困惑的事实仍然存在。文章称,如果采取这一行动的是NASA,那么互联网上将变得非常疯狂。但现在的情况并非如此,这是为什么?文章指出,媒体对中国太空计划的报道很少。太空分析人士、《太空中的中国:伟大跃升》一书作者布赖恩·哈维说:“无论你对中国的政治有何看法,关注其技术发展仍然是非常重要的。西方对中国太空计划的报道简直糟糕透顶。大多数人甚至不知道中国还有太空计划。”

行星探测中关注的焦点之一:重建动力下降轨迹

月球车基本继承了中国首辆月球车“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,也作了适应性更改和有效载荷配置调整。

文章称,哈维说:“中国取得的大部分成就都没有被媒体报道,也不为人所知,这让我想起了太空竞赛早期的日子,当时人们惊讶的是苏联人可能真的在做这些事情。”他指的是1957年苏联发射世界第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”(Sputnik-1)后美国民众反应异常激烈。哈维说:“中国的技术能力与西方国家认为自己更胜一筹的看法相抵触。这些国家可能会发现自己并不占优。”

论文中提到,自2018年12月8日发射以来,“嫦娥四号”先后完成了从地球接近月球、绕月球轨道运行和动力降落等多个阶段。其中,动力下降阶段是软着陆、实现安全落月的重要阶段,是在完全自主控制下实现的。

月球车上搭载了4台科学载荷,将获取巡视区的月表图像、探测巡视路线上的月壤厚度和月壳浅层结构等。此外嫦娥四号月球车还将开展人类首次在月表进行的能量中性原子探测任务。

文章介绍,登陆月球背面意味着无法与地球进行直接无线电联系。在月球背面的冯·卡门撞击坑着陆后,嫦娥四号月球探测器将通过5月份发射的中国“鹊桥”号通信中继卫星与位于中国、阿根廷和纳米比亚的地面站进行联系。它将传递无线电信号,同时发回视频图像。但嫦娥四号必须完全自主地执行着陆任务。这是一个危险的计划。

根据轨道设计,“嫦娥四号”动力下降段减速采用7500N变推力发动机,该阶段包括主制动、姿态调整、垂直下降、悬停、避障、慢下降等阶段。

文章称,长期以来,研究月球的科学家们一直希望得到有关冯·卡门撞击坑的数据。它是整个太阳系中最古老的撞击坑。它可能含有水。由着陆器和月球车组成的嫦娥四号将探测那里是否存在水资源,拍摄照片,并进行辐射测量。它还将利用望远镜进行天文观测,以验证如下理论:鉴于月球背面远离地球电离层,它将得到不受干扰的图像。

此前的1月3日10时15分,“嫦娥四号”探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,7500N变推力发动机开机,逐步将探测器的速度从相对月球1.7公里每秒降到零。在6-8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;选定相对平坦的区域后,开始缓速垂直下降。约690秒后,“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面最大、最深、最古老的南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。

文章提到,中国不仅试图在本月登陆月球背面,其未来太空任务的清单中还包括明年让嫦娥五号从月球采样返回地球、一个新的轨道空间站、发射首颗太空引力波探测卫星,以及从长远来看进行火星探测任务。中国还在跟欧洲航天局(ESA)讨论合作在月球上建立人类前哨站的问题。

刘建军表示,“月面软着陆动力下降段是一个复杂的过程,历时短,速度变化快,难以通过地面实时控制,通常只能利用探测器自身携带的敏感器进行自主测量和控制。”

文章称,几年前的嫦娥三号探测器是中国第一个在月球软着陆的无人登月探测器,也是近40年来首个在月球上软着陆的探测器。

研究团队提到,为了掌握探测器自主控制的效果,建立任务规划和科学探测的位置基准,重建探测器动力下降段轨迹和精确确定着陆点位置具有重要的工程和科学意义,一直是行星探测中关注的焦点之一。

一般而言,行星表面软着陆轨迹重构和着陆点位置定位,通常采用无线电测量、遥测数据分析等方法。

然而,这些方法对此次的研究并不适用。刘建军解释,对于“嫦娥四号”着陆器,由于是在月球背面进行软着陆,受月球遮挡的影响,地面设备无法进行跟踪实现对月球背面软着陆探测器的直接无线电测量;同时,由于“鹊桥”中继星和着陆器上未配置无线电测量设备,也无法进行间接测量。另一方面,利用中继星回传的探测器高度、加速度和姿态等的遥测数据又非常有限。

因此,精确重构“嫦娥四号”探测器下降轨迹和着陆点精确定位变得非常困难。

精细重构自主导航降落过程

论文中提到,上述这些问题可以通过基于着陆相机影像的定位技术得到有效解决,这将不受月球重力场、动力学模型等因素的影响。刘建军称,“这是解决月球背面软着陆轨迹重构和着陆点精确定位的一种有效途径。”

研究团队利用“鹊桥”安全着陆后传输的高频着陆序列图像,对“嫦娥四号”进行下降轨迹重建和着陆点定位,完整记录了动力下降的全过程。

“嫦娥四号”从6000米高度到月面的下降轨迹。研究团队采用“嫦娥二号”的数字正射影像图作为地理参考数据。采用“嫦娥四号”着陆相机序列图像,重建“嫦娥四号”动力下降轨迹。

“嫦娥四号”着陆点。随后,研究团队利用由两台摄像机组成的导航摄像机获取的双目立体图像,精确计算出“嫦娥四号”的着陆点为东经177.5991°,南纬45.4446°,高程-5935米。该着陆点位于一个退化撞击坑的缓坡上,距离北边一个直径25米的撞击坑边缘很近,且着陆点周围共有五个撞击坑。

对于这项最新的研究,刘建军认为研究亮点在于,“利用中国自主获取的多源影像数据(包括‘嫦娥二号’月球轨道的遥感影像、‘嫦娥四号’降落相机影像和月球车导航相机影像)开展的研究,解决了不同分辨率、不成像方式多源影像的联合处理和定位问题”。

此外,该研究精细重构了“嫦娥四号”在月球背面粗避障、精避障等自主导航降落过程,再现了着陆器下降过程每秒的位置和姿态。同时,实现了探测器的精准定位,相对位置精度达到m级水平。

先后发布共计99.9GB科学探测数据

2018年5月,中国发射了“鹊桥”中继卫星,该卫星是一颗服务“嫦娥四号”的地月间通信卫星,为随后的月球背面探测和采样返回铺平道路。2019年1月3日,“嫦娥四号”在南极-艾特肯盆地着陆,成为人类历史上首个着陆于月球背面的无人探测器。

“嫦娥四号”任务首次实现了人类在月球背面软着陆,任务探测器由中继星、着陆器和巡视器组成。两器一星上共配置了6台国内研制科学载荷和3台国际合作科学载荷,开展以低频射电天文观测、巡视区形貌、矿物组份及浅层结构为主的科学探测。

除此番公开发表的学术成果外,此前的5月16日,“嫦娥四号”研究团队已在《自然》发表了一篇研究成果,科学家利用可视-近红外成像光谱仪的光谱初始观测结果推断出,月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能起源于月球地幔。这也是人类首份月球背面幔源物质初步证据。

刘建军向澎湃新闻记者介绍,“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”巡视器已完成第九月昼科学探测工作,9月23日探测器进入第十个月昼工作期。

截至目前,“嫦娥四号”工程地面应用系统已向科学研究核心团队先后发布了八批科学探测数据,数据量共计99.9GB。

刘建军表示,“后续将进一步开展着陆区光谱和雷达探测,深入研究该区域的物质成分和月表浅层结构;积累月球背面低频射电、月表中子及辐射剂量和月表中性原子等测量数据,开展月球科学研究”。

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