2013年12月14日21时11分,我国发射的嫦娥三号月球探测器成功落月,这标志着中国成为世界上第三个有能力独立自主实施月球软着陆的国家。
嫦娥三号探测器,是我国第一个在月球软着陆的无人登月探测器,由月球软着陆探测器(简称着陆器)和月面巡视探测器(简称巡视器,又称玉兔号月球车)组成。嫦娥三号探测器于2013年12月2日在中国西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭送入太空。自2013年12月14日月面软着陆以来,我国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长纪录。其拍摄的月面照片是人类时隔40多年首获的最清晰月面照片,其中包含大量科学信息,照片和数据向全球免费开放共享。
嫦娥三号任务的主要目标,是实现在月面软着陆并开展月面就位探测与自动巡视勘察,这一过程中,它创造并实现登月史上多个“首次”:在国际上,这是第一个在首次月面着陆中就同步实现巡视探测的任务;首次实现中国航天器在地外天体软着陆及巡视探测;首次研制中国大型深空站并初步建成覆盖行星际的深空测控通信网;首次实现对月面探测器的遥控操作;首次在国际上对月面开展多种科学探测等。
嫦娥三号有哪些技术突破
着陆减速
月球表面无大气,因此,嫦娥三号无法利用气动减速的方法着陆,只能靠自身推进系统减小约1.7千米/秒的速度,在此过程中探测器还要进行姿态的精确调整,不断减速以便在预定区域安全着陆。为了保证着陆过程可控,研制团队经过反复论证,提出“变推力推进系统”的设计方案,研制出推力可调的7500牛变推力发动机,经过多次点火试车和相关试验验证,破解着陆减速的难题。
着陆缓冲
研制团队充分考虑了月壤物理力学特性对着陆冲击、稳定性的影响以及月尘的特性等,采用特殊的材料、设计和工艺,研制出全新的着陆缓冲系统,确保探测器实施软着陆过程中,在一定姿态范围内不翻倒、不陷落,并为探测器工作提供牢固的支撑。
月面生存
月球表面光照条件变化大,昼夜温差超过300℃,白昼时温度高达150℃,黑夜时温度急剧下降到-180℃。在长达地球14天的昼夜里,探测器面临着月昼高温下的热排散问题和月夜没有太阳能可利用情况下如何保证温度环境的问题。为了能够应付极端温度条件下的恶劣环境,嫦娥三号采用了全球首创的热控两相流体回路以及此前从未在卫星上用过的可变热导热管,攻克月面生存的难题。
嫦娥三号的重要成就
完成首幅月球地质剖面图
为了更好了解月球,嫦娥三号首次使用了一台新研制的测月雷达,利用它,嫦娥三号完成了首幅月球地质剖面图,展现了月球表面以下330米深度的地质结构特征和演化过程,并发现了一种全新的岩石—月球玄武岩。通过这些数据,可以了解月球从形成到现在的演变历史。
完成首次天体普查
在观测太空方面,嫦娥三号上首次使用了一台光学望远镜,它就像是嫦娥三号着陆器的一双眼睛。由于月球没有大气层,相当于一个没有云层的“透明”球体,所以在抬头仰望太空的时候,就不会受到云层的干扰。这样一来,就可以把“目光”投向任何一片天空。
首次证明月球没有水
长期以来,人们一直好奇月球上到底有没有水。对于这个问题,嫦娥三号上的“千里眼”—月基光学望远镜给出的答案是:没有。这是首次明确证明月球上没有水。
首次获得地球等离子体层图像
嫦娥三號的另一个重要任务,就是观察它的故乡—地球。在地球周围有几道天然屏障,其中第一个就是等离子体层,它可以延伸到地球表面以外4万千米左右。着陆器上安装的全球首个极紫外相机,就是专门用来观测等离子体层变化的设备。
发射嫦娥三号的意义
根据中国探月工程总体规划,2020年以前,中国探月工程以无人探测为主,分“绕”“落”“回”三步走。
“绕”为第一期,研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。“落”为第二期,进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。主要任务是突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,实现月球软着陆和巡视探测,对着陆区地形地貌、地质构造和物质成分等进行探测。“回”为三期,进行首次月球样品自动取样返回探测。嫦娥四号作为嫦娥三号的备份星,成为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。
嫦娥一号卫星圆满完成第一期“绕”月使命;嫦娥二号作为嫦娥三号先导星,为嫦娥三号验证了部分关键技术并对预选落月区域进行了重点探测;嫦娥三号圆满完成了第二期“落”月使命,实现了我国航天器首次地外天体软着陆探测。嫦娥四号作为嫦娥三号的备份星,成为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。
嫦娥三号任务圆满成功后,我国探月工程全面进入第三期,将发射嫦娥五号,实现无人自动采样返回。
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