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专家解读嫦娥三号发射窗口:一要“捷径”二要光照

http://www.scol.com.cn  (2013-12-01 01:58:28)  来源:四川在线  
编辑:何勇  

四川在线消息(四川在线记者 郑其)我国探月二期工程嫦娥三号将于12月2日1时30分发射。此次“奔月”,“嫦娥”将携“玉免号”月球车共赴“月宫”。目前,一切准备就绪,只待一个最优的发射时机。而在整个过程中,有哪些精彩亮点不可错过呢?

人物名片——焦维新:

北京大学地球与空间科学学院教授,现任中国空间科学学会空间探测专业委员会副主任。近日,焦维新教授的科普新作——《月球文化与月球探测》已出版发行。该书用最新的探测成果,向读者形象地展示了月球的整体特征和区域风貌。其中,书中突出介绍了嫦娥3号的使命和软着陆的过程;展望了未来的载人登月、月球基地建设和月球资源开发利用的美好远景。

发射窗口 一要“捷径”二要光照

“通过电视直播,最先吸引观众视线和注意力的是点火发射那一瞬间。不过,一次成功的发射,并不仅仅是听到‘3、2、1点火、发射’的指令那样简单,也并非随便选个时间就能点火发射的,需要考虑到多种综合因素,才能确定一个最佳发射窗口。”昨日,焦维新教授首先解读了嫦娥三号选择发射窗口的相关“指标”。

“月球绕着太阳公转,月球本身也会自转,月球、地球和其他星体的相对位置在不断变化,在发射时就需要先确定一个最为便捷的路径方向,使嫦娥卫星和月球轨道在同一轨道平面上,且尽量接近,从而节省轨道校正和节省燃料,这就是我们平时所说的‘发射窗口’。”焦维新说,此次嫦娥三号将携带“玉免号”着陆器在虹湾着陆并进行拍摄等一系列‘的月球探测,所以对于着陆点的光照条件也有要求,“这次的发射窗口,不仅仅要求一条便捷省油的‘道路’,还要求到达指定地点后正好是月球的白天,有充足的光照,才能使月球车等设备进行正常工作。”

焦维新表示,一般而言,发射探月卫星每月有两次机会,“这次嫦娥三号发射,12月2日至12月4日都有着较好的发射机会,需要从中选出一个综合条件最优的时间来进行发射。”据悉,为使嫦娥三号完美登月,改进型火箭将采用多窗口、窄宽度和高精度入轨发射,这在我国航天发射史上尚属第一次。

如何落月 减速、悬停、关机再落地

此次嫦娥三号发射任务最为核心、最为关键的任务就是在虹湾成功着陆。“嫦娥一号、嫦娥二号已经解决了绕月飞行的技术问题,嫦娥三号则要解决绕月成功后,能不能在指定地点落下来的问题。”焦维新打了一个形象的比喻,“这就像开汽车,速度慢了,在高速路上跑不快。速度太快,不能及时刹车,要不就错过了目的地,要不就一头撞上去,那就不能成功完成任务。所以,嫦娥三号的‘刹车’时间是否合适、远近距离是否准确,这都是此次发射任务的技术难点和关键。”

关于嫦娥三号如何落月软着陆这一环节,焦维新将其总结为三个动作:减速、悬停、再关机自动降落。“月球是真空环境,无法使用降落伞落月,只能另想他法。当嫦娥三号到达近月点轨道后,在自由降落到约100米左右的距离后,反冲小火箭开启,造成阻力,使嫦娥三号减速下降。在距离更为接近月球表面时,嫦娥三号则会有悬停一段时间。”焦维新介绍说,在悬停阶段时,嫦娥三号会选择一个最佳着陆点。确定目标后,在距离月球表面约4米高度时,发动机熄火关机,使嫦娥三号稳稳降落。“月壤具有一定的厚度,着陆器着陆、人员走动、月球车行走等人为因素也会造成尘埃飞扬,月球尘埃如果附着于航天器表面能引起光学系统灵敏度下降、机械结构卡死等故障。为了减少月尘可能对设备造成的故障,所以需要提前关机。”

采访对话:

记者(以下简称“记”):为何虹湾会成为嫦娥三号落月首选地?与中央湾、宁静海、风暴洋、第谷坑相比,虹湾的着陆优势有哪些?

焦维新:(以下简称“焦”):虹湾的地势比较平坦,且平坦区域面积较大,好的“路况”使落月安全系数增加。从安全角度上来说,这是决定虹湾之所以成为着陆点的原因。

记:此次嫦娥三号的发射对我国探月工程起着什么样的重要作用和意义?

焦:意思非常重大。一方面,成功落月以后,所携带的仪器将直接和月球表面物质接触,测量月球表面的矿物成份以及月球表面环境,进行一系列的科学探索。从工程上来讲,“落”的技术难点解决后便为第三个阶段——回,打下了技术基础。我们的探月工程,每次前进一步,都是在继承以往技术基础上,再往前踏出一步,为下一阶段打下坚实的基础。

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