嫦娥四號踏上奔月征程 她與「三姐」有何不同？

　　來源：科技日報

　　國防科工局、國家航天局消息，12月8日2時23分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器，開啟了月球探測的新旅程。

　　嫦娥四號將經歷地月轉移、近月制動、環月飛行，最終實現人類首次月球背面軟著陸，開展月球背面就位探測及巡視探測，並通過已在使命軌道運行的「鵲橋」中繼星，實現月球背面與地球之間的中繼通信。

　　記者從該探測器抓總研製單位中國航天科技集團五院了解到，嫦娥四號與嫦娥三號是一對「雙胞胎」，當「三姐」圓滿完成任務後，原本作為替補的「四妹」被賦予了新的擔當，將成為在月球背面軟著陸和巡視勘察的先鋒。

　　為了應對全新任務帶來的新問題、新挑戰，五院科研團隊對嫦娥四號進行了精心設計與研製改進。因此，「四妹」雖然與「三姐」外貌一樣，其實已經脫胎換骨。歸結起來，主要有幾大方面不同。

　　科學目標不同

　　2013年實施的嫦娥三號任務，以「測月、巡天、觀地」為科學目標，即開展月球形貌與地質構造調查、開展月表物質成分和可利用資源調查、進行月球內部結構研究，以及日—地—月空間環境探測與月基天文觀測。

　　而嫦娥四號任務的科學目標都將在月球背面完成，包括實現月基低頻射電天文觀測，月球背面巡視區形貌、礦物組份探測，月球背面巡視區淺層結構探測等。

　　「因為過去沒有別的探測器在月球背面降落過，所以不論是探地形還是探月壤成分，都將是人類首次獲得一手數據。」該探測器項目執行總監張熇說。

　　工程目標不同

　　通過實施重大航天實踐推動工程的進步，是中國航天跨越發展的重要途徑和經驗，月球探測工程更是如此。

　　嫦娥三號任務的工程目標有3個：突破月面軟著陸、月面巡視勘察；研製月面軟著陸探測器和巡視探測器，建立地面深空站；建立月球探測航天工程基本體系，形成重大項目實施的科學有效的工程方法。習近平總書記曾評價：「嫦娥三號任務圓滿成功，為我國航天事業發展樹立了新的里程碑，在人類攀登科技高峰征程中刷新了中國高度。」

　　站在這樣的起點上，嫦娥四號將向著更高的目標攀登。其任務工程目標鎖定在兩個「國際首次」：首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現地月L2點中繼星對地對月的測控、數傳中繼。

　　著陸環境不同

　　嫦娥三號著陸區是月球正面的虹灣地區。那裡布滿了月海玄武岩，地勢較為開闊、平坦。作為大型撞擊坑、月海、高地的交匯地區，那裡既便於選擇科學勘察目標，也有利於與地球通信聯繫。

　　而嫦娥四號的首選著陸地點，是位於月球背面南極艾特肯盆地中部的馮·卡門撞擊坑。探測器系統項目產品保證經理吳學英說，該著陸區面積比虹灣地區小了許多，但是月球背面山峰林立、大坑套小坑，很難找出更大、更平坦的地方供嫦娥四號安身。

　　要在這樣的環境條件下平安降落，嫦娥四號需要有比嫦娥三號更高的著陸精度，並要採取幾乎垂直的降落方式。

　　通信方式不同

　　無論探測器飛多遠，都需要測控通信系統作為聯絡的紐帶。深空探測任務周期長、通信時延大、鏈路帶寬有限、信號衰減明顯，測控通信難度很大，對星上設備、地面設備都有很高要求。

　　而落在月球背面的嫦娥四號，通信信號完全被月球遮擋，與地面通信更是難上加難。

　　既然無法像嫦娥三號那樣直接和地面聯繫，「飛鴿傳書」的任務只能落到中繼衛星身上。今年5月21日，我國成功發射「鵲橋」中繼衛星，並架設在地月拉格朗日2點。通過它實現通信信號「接力」，嫦娥四號才能夠跟家鄉的親人聯絡。

　　有效載荷不同

　　嫦娥四號與嫦娥三號有一樣的「身形」和「骨架」，攜帶的裝備卻不一樣。

　　嫦娥三號有效載荷大致可以分為三類：第一類用來觀察月球，包括全景相機、地形地貌相機、測月雷達等；第二類用來觀測宇宙，主要由月基光學望遠鏡承擔；第三類用來觀察地球周圍的等離子層。三種載荷各有所長，也能相互配合。

　　而月球背面可以屏蔽地球無線電干擾，對許多科學研究項目來說具有天然優勢。根據著陸區域和科學目標的變化，科研團隊為嫦娥四號配備了8台有效載荷。其中，著陸器攜帶了地形地貌相機、降落相機、低頻射電頻譜儀等，巡視器裝有全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達等。值得一提的是，此次任務還搭載了「國際范兒」裝備，分別與荷蘭、德國、瑞典、沙特開展科學載荷方面的國際合作。

　　除了上述區別，科研團隊還在軌道設計、動力下降策略、休眠喚醒策略等方面進行了系統設計，突破一系列關鍵技術，並制定了符合任務特徵的故障預案，以全力保障嫦娥四號順利完成這次非凡之旅。

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