嫦娥四号月球探测器

嫦娥四号月球探测器

嫦娥四号是人类首个在月球背面着陆的探测器。它着陆月球背面在国际上极具开拓性和创新性,开辟了人类月球探测的新领域,树立了国际探月征程上新的里程碑。

嫦娥四号飞行轨道示意图

玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像

嫦娥四号月球探测器是人类第一个在月球背面着陆的探测器,该探测器于2018年12月8日发射升空,实现了人类首次月球背面软着陆和巡视勘察,意义重大,影响深远。

众所周知,由于潮汐自转等原因,月球只有一面对着地球,我们在地球上永远无法直接看全月球背面。然而,月球的背面是不少科学家梦寐以求的科学研究场所。研究表明,即便是同一个天体,不同的区域也会有不同的特点和性质。月球背面和正面的电磁环境差别很大,月球背面电磁环境“非常干净”,是开展低频射电研究的绝佳场所,如果能在月球背面放一个低频射电的频谱仪,天文学家可以收集很多此前从未见到过的数据,以填补人类研究的空白。

月球探测器在月球背面着陆的难度很大。在过去的60多年间,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但由于月球整体的阻拦,其背面成了地面通信和测控的禁区。即便到了载人航天时代,也仅有非载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面,从未有宇航员或探测器就位探测过这一片区域。欧阳自远院士说:“在朝着我们地球的月球正面,我们可以和正面的探测器通信、联络,发送指令,而在月球背面,联络问题就会遭遇巨大的挑战。”

嫦娥四号着陆器地形地貌相机对玉兔二号巡视器成像

人类历史上第一张月球背面照片

嫦娥四号着陆器地形地貌相机拍摄的玉兔二号在A点影像图

为了保证月球背部与地球的通信,在嫦娥四号发射前我国发射了全球首颗月球专用通信中继卫星鹊桥号。由于月球比地球小,中继卫星鹊桥号可以有效保证月球背面和地球之间的通信效果。

嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车(巡视器)由长征三号乙改进Ⅲ型运载火箭发射升空。其中,着陆器任务过程包括发射段、地月转移段、环月段、动力下降段、月面工作段五部分。月球车上搭载中国、荷兰、德国、瑞典、沙特阿拉伯等国家航空组织的科学仪器。

2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器成功在月球背面东经177.6°、南纬45.5°附近的预选着陆区月球背面南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken,SPA)内的冯·卡门撞击坑(Von Kármán)着陆。着陆点之后被命名为天河基地。同时,嫦娥四号探测器通过鹊桥号中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图。这是世界首次实现月球背面软着陆和巡视勘察,同时是首次在月球的高纬度极地着陆,也是首次月背与地球的中继通信。

嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。嫦娥四号有三大科学任务:开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组分及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。它首次在月球背面开展地形地貌、月壤、月尘、月壳、射电天文、月球撞击等多方面探测研究。这在国际上极具开拓性和创新性,开辟了人类月球探测的新领域,树立了国际探月征程上新的里程碑。

2019年11月26日,嫦娥四号工程被英国皇家航空学会授予航空团队金牌奖,这是该学会成立153年来首次向中国项目颁发奖项。

玉兔二号巡视线路图(2020年11月)