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对月打击还是成功登月?月船3号迎来最后一步,着陆器开始分离

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发表于 2023-8-21 16:53:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
2023年8月19日,中国的月船3号探测器迎来了最关键的时刻——着陆器与轨道器分离,开始向月球表面降落。这是中国首次尝试在月球背面软着陆和巡视探测,也是人类历史上第一次在这个神秘的区域进行探索。如果成功,中国将成为继美国和苏联之后,第三个实现在月球背面着陆的国家。
月球背面是指从地球上看不到的那一半的月球表面。由于月球的自转周期和公转周期相同,即27.3天,所以我们总是看到同样的一面。而另一面则被永远地隐藏在黑暗中,只能通过人造卫星或探测器来观测。
月球背面与正面有很大的差异。正面主要是平坦的海洋地形,而背面则是崎岖的高地地形,上面布满了更多的撞击坑和山脉。科学家认为,这可能是因为正面受到了地球的引力作用,导致了岩浆的上升和冷却,形成了较平坦的地貌。而背面则没有这样的作用,保留了更原始的状态。
月球背面对于科学研究具有重要的价值。
首先,它可以帮助我们揭示月球的起源和演化历史,比如为什么它会有两种不同的地貌,它是否曾经有过板块运动和火山活动等。
其次,它可以为我们提供一个独特的天文观测平台,因为它远离了地球的电磁干扰和大气散射,可以更清晰地观测到深空中的恒星和星系等。
第三,它可以为我们寻找潜在的资源和未来建立基地提供参考,比如是否有水冰或其他有用的矿物等。
要实现在月球背面着陆并不容易,因为它涉及到两个主要的技术难题:通信和导航。
通信难题是指如何在没有直接视线的情况下与地球保持联系。由于月球背面被月球本身遮挡,无法直接接收到地球发出的信号或发送信号给地球。为了解决这个问题,中国在2018年发射了嫦娥四号中继星——鹊桥号,将其送入了一个特殊的轨道——地月拉格朗日L2点。这个点位于地球和月球之间约6.5万公里处,可以同时看到地球和月球背面,并且相对稳定。鹊桥号就像一个中转站一样,在探测器和地面之间传递信号。
导航难题是指如何在没有全球定位系统(GPS)的情况下精确地控制着陆器的位置和速度。由于月球背面没有人造卫星的覆盖,无法利用GPS来确定着陆器的位置和速度。为了解决这个问题,中国采用了一种自主导航技术,利用着陆器上的激光测距仪、惯性测量单元、光学相机等设备,结合地面的测量和控制系统,实现了对着陆器的实时监测和控制。
月船3号的着陆过程分为四个阶段:进入、下降、悬停和落地。进入阶段是指着陆器从轨道器分离后,以一定的角度和速度进入月球引力场,开始向月球表面下降。下降阶段是指着陆器利用自主导航技术,通过调节发动机的推力和方向,控制自己的位置和速度,逐渐减小高度和水平速度。
悬停阶段是指着陆器在距离月球表面约100米处开始悬停,并利用光学相机拍摄周围的地形,与预先存储的地图进行匹配,选择一个合适的着陆点。落地阶段是指着陆器在确定了着陆点后,继续下降,并在距离月球表面约2米处关闭发动机,利用自身重力缓缓落地。
月船3号的任务不仅仅是在月球背面着陆,还要进行一系列的科学探测和实验。它由两部分组成:着陆器和巡视器。着陆器主要负责提供能源、通信和载荷支持,而巡视器则负责在月球表面移动和探测。
月船3号的主要科学目标有三个:
一是对月球背面的地形、地貌、矿物组成和土壤结构进行详细的观测和分析;
二是对月球背面的低频射电环境进行探测和测量;
三是利用月球背面的低温环境进行低温科学实验。
为了实现这些目标,月船3号携带了多种科学载荷,包括:
全景相机:用于拍摄着陆点周围的全景图像,展示月球背面的风光。
地形相机:用于拍摄巡视器行驶路线上的高分辨率图像,揭示月球背面的地形特征。
红外成像光谱仪:用于测量巡视器行驶路线上的红外光谱数据,分析月球背面的矿物组成。
中子及辐射剂量探测仪:用于测量巡视器行驶路线上的中子通量和辐射剂量数据,评估月球背面的辐射环境。
低频射电频谱仪:用于测量月球背面的低频射电信号,探索宇宙深处的未知信息。
中子活化分析仪:用于对月球背面的土壤样品进行中子活化分析,测定其中的元素含量和分布。
月表磁场探测仪:用于测量月球背面的局部磁场强度和方向,探索月球的磁场起源和演化。
月表热物理实验仪:用于测量月球背面的地温、热导率和热惯性等参数,研究月球的热物理特性。
低温科学实验箱:用于利用月球背面的低温环境,进行一些低温科学实验,比如超导、超流和量子纠缠等。
除了这些科学载荷,月船3号还携带了一些文化载荷,包括:
中国国旗:用于在月球背面展示中国的国徽和国旗,表达中国人民的爱国情怀和探索精神。
中国传统文化卡片:用于在月球背面展示中国的传统文化元素,比如春联、剪纸、书法、绘画等,传播中国的文化魅力和创新力。
国际合作载荷:用于在月球背面展示来自不同国家和地区的文化和科学载荷,比如德国、荷兰、沙特阿拉伯、阿根廷等,体现中国的开放合作和共享发展。
月船3号是中国探月工程第三阶段的第一次任务,也是中国首次尝试在月球背面软着陆和巡视探测。它具有很高的科学价值和技术难度,也面临着很多不确定因素和风险。
比如,月球背面的地形复杂多变,可能存在一些隐蔽的险阻;月球背面的通信和导航依赖于中继星和自主技术,可能出现信号延迟或中断;月球背面的环境恶劣严酷,可能影响探测器的正常工作等。
然而,中国的科学家和工程师已经做了充分的准备和测试,以确保月船3号能够顺利完成任务。他们利用模拟器和试验场进行了多次模拟演练和验证试验,以提高探测器的可靠性和适应性;他们利用天文观测和轨道探测获取了大量的月球背面数据,并制定了详细的着陆方案和备选方案;他们利用鹊桥号中继星建立了稳定的通信链路,并设计了灵活的控制策略等。
因此,我们有理由相信,月船3号能够成功登陆在月球背面,并为我们揭开这个未知领域的神秘面纱。我们期待着它能够给我们带来更多的惊喜和收获。让我们一起祝福它吧!

来源:http://www.yidianzixun.com/article/0qTb1cYX
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