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嫦娥四号将拉开中国探月四期大幕

全国政协委员、中国航天科技集团公司五院月球探测卫星总指挥兼总设计师顾问叶培建1日接受记者独家专访时表示,中国探月第四期工程即将拉开帷幕。
发布时间:2017-03-02 10:39        来源:北京日报        作者:北京日报

全国政协委员、中国航天科技集团公司五院月球探测卫星总指挥兼总设计师顾问叶培建1日接受记者独家专访时表示,中国探月第四期工程即将拉开帷幕。按计划,嫦娥五号将在今年年底完成探月“绕、落、回”的最后一步,届时,我国探月三期的目标就已全部完成。然而中国进一步探索月球的步伐不会就此停止,紧随其后的嫦娥四号计划于2018年发射。

四号将首次在月球背面软着陆

在叶培建看来,嫦娥四号和中国未来计划进行的月球南北极探测都属于探月第四期工程。他认为,探月四期的主要目标任务包括开展以机器人为代表的月球南北极探测、建立无人的月球科考站,让着陆器、机器人和地面上的人更好地联合工作等。

“探月四期,中国的探测器将落在月球更多的地方,探测更多的东西,有更多的机器人参与进来。”叶培建说。

据悉,嫦娥四号将实现全人类首次在月球背面软着陆并巡视探测,同时,中国会提前半年向地月拉格朗日L2点发射一颗中继卫星,为地球与月球背面的嫦娥四号提供中继数据通讯服务。

此外,嫦娥四号将从月球背面开展射频测量,由于避免了太阳及地球的干扰,该测量将获得更多以前无法获知的信息。

自2004年启动的中国探月工程,分“绕、落、回”三期。此前,嫦娥一号、嫦娥二号及嫦娥三号已分别完成第一期、第二期任务。

五号8月联试备战奔月“大考”

我国嫦娥五号月球探测器目前已完成绝大部分大型试验,由于任务复杂,计划于8月进入发射场,进行多项单器、两器、四器联合测试,为年内的月球采样返回任务做准备。

嫦娥五号将实现中国开展航天活动以来的四个“首次”:首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在38万公里以外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

叶培建表示,嫦娥五号主要包括轨道器、返回器、上升器、着陆器,作为我国目前研制的最为复杂的探测器,它的采样、起飞上升、交会对接等任务环节是此次任务最主要的挑战。

采样时,尽管地球上的机械手能在模拟月球重力环境的试验条件下做得很好,但真实的月球重力环境与模拟环境也存在误差。机械手在地球上做出的精确动作,在月球上能否重复完成,这是关键的挑战。

从月面上升时,由于上升器是在着陆器上起飞,火焰喷射之后会碰到着陆器,可能产生干扰上升器的力,如何对上升器进行良好的操控,这是一大难点。

上升器与轨道器实现交会对接也存在挑战。此前天宫二号与神舟飞船进行交会对接时,地点距离地球只有393公里,而嫦娥五号的距离将达几十万公里,这要求交会对接有更加精确的测控精度。

“如果采样返回成功,则意味着中国人有了自己的月球表面样品可以进行分析,能帮助我们对月球有更深入的了解。”叶培建说。

按计划,嫦娥五号将于2017年11月底前后,由中国目前推力最大的长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场发射。发射后将有奔月、落月、采样、返回等过程,如果进展顺利,将在一个月内完成,2017年内就能将2公斤的月壤“打包”回地球。

火星探测器进入初样研制阶段

“火星探测任务在方案上没有‘卡脖子’的难点。”叶培建表示,我国首次火星探测任务已进入初样研制阶段,目前进展顺利。

作为深空探测中的“重磅”任务,我国首次火星全球遥感与区域巡视探测任务已于2016年1月正式立项,计划于2020年七八月间在中国文昌航天发射场,由长征五号运载火箭将火星探测器直接送入地火转移轨道。火星探测器巡航飞行约7个月后被火星捕获,一次实现“环绕、着陆、巡视”3个目标。

中国航天科技集团火星探测器总设计师孙泽洲介绍,我国首个火星探测器将绕火星进行大椭圆轨道飞行并对火星进行全球观测。探测器将搭载用于火星全球遥感的相机、探测火星地下浅层结构的雷达等13台科学载荷,对火星的形貌、土壤、环境、大气、水冰分布、物理场和内部结构进行探测。

“在综合考虑了火星地形地貌、气候和光照等条件后,初步在火星的北纬25度选定两个备选的着陆点。”叶培建说,着陆巡视器与环绕器分离后进入火星大气,经过气动外形减速、降落伞减速和反推发动机动力减速,最后下降着陆在火星表面,火星车驶离着陆平台,开始火星表面巡视探测。

他说,为了确保着陆巡视器顺利着陆,需要进行一些工程验证,包括专门发射火箭来验证直径达16米的降落伞。

“自1960年苏联发射火星船一号以来,人类对火星的探测有40多次。其中着陆探测19次,完全成功的仅有7次,可见难度之大。”叶培建说,一次实现“环、落、巡”3个目标,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,要协调好各个任务,面临的挑战更是前所未有。

专家认为,火星距离地球的最近距离为5500万千米,最远距离达4亿千米。从人类未来移居前景来说,火星是太阳系中最值得研究的一颗星,而且探测火星对了解宇宙演化、物质结构、生命起源等问题有重大意义。本世纪以来,人类探测火星的任务比探测月球要多。

揭秘  

中国探月新看点

探月工程是我国航天事业发展历程中极具代表性的一项工程。叶培建将中国下一步“嫦娥探月”的奇幻之旅清晰地勾画出来。嫦娥五号:  实现月球取样返回

2017年,中国航天最大的看点应属嫦娥五号。叶培建说:“能否成功采样返回,将2公斤的月壤‘打包’回地球,是这次任务的最大亮点,也是最主要的挑战。”

“嫦娥五号的主要目标是拿到东西。”叶培建表示,相对于嫦娥三号是落在月球上后通过设备探测做月层分析,这次的一大挑战是要在月球重力环境下,通过机械手将第一抔月壤取回。真实环境与模拟环境可能存在误差,因此对精细程度和准确程度提出了更高要求。

“探月四期”:  提前发射中继卫星

叶培建表示,嫦娥四号预计于2018年发射,将实施世界上第一次月球背面软着陆并巡视探测。由于嫦娥四号将从月球背面开展射频测量,避免了太阳及地球的干扰,该测量也将获得更多以前无法获知的信息。

“全世界在月球背面还没有一次软着陆,美国、苏联曾各有一个飞行器在月球背面硬着陆,我们决定把嫦娥四号着陆在月球背面的某个地方,如果这个能够实现,将是人类首次在月球背面实现软着陆。”叶培建说。

“由于月球背面看不到地球,无法进行通讯,我们将距月球8万公里处打一颗中继卫星以解决通讯问题。”叶培建说,“明年发射嫦娥四号之前,我们将提前半年发射中继卫星到地月拉格朗日L2点,这将是人类第一次在地球和月球间发射中继卫星。”

“今后,如果外国想去月球背面探测,就可以通过我们的中继卫星获得帮助,这也是中国对世界的重大贡献。”叶培建说。

探索不止:  需攻克三道技术难关

当前,中国探月工程依然处于无人探月阶段。但无人探月是载人登月的前奏,载人登月是中国航天人多年以来孜孜以求的目标。

在叶培建看来,无人探月和载人登月具有很高的关联性。“无人探月能为载人登月提供许多资料,尽管无人探月远远代替不了载人登月的技术需求,后者在规模、安全性、可靠性等方面的要求都大大超过前者,这意味着未来需要攻克更多技术难关。”他说。

据了解,目前我国要实现载人登月还需迈过“三道关”:第一是研发出重型运载火箭,能够把人和登月舱送到月球;第二是解决人来往地月的生命保障、安全以及工作条件;第三是进行更多的地面条件建设,确保各项试验都充分验证。

“这其中,重型运载火箭是最难的也是最迫切的,我们仍和国际先进水平有差距。”叶培建说。

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