您的位置: 旅游网 > 明星

五问嫦娥三号登月难度在哪有多难

发布时间:2019-06-09 20:38:54
妇科千金片效果怎么样
妇科千金片作用与功效
白带脓性是怎么回事呢

为什么在虹湾着陆?——着陆区比较平坦,通讯和光照条件好

:嫦娥三号的月球软着陆区目前选定在月球虹湾地区,为什么虹湾是唯一的选择?

欧阳自远(首任探月工程月球应用科学首席科学家、中科院院士):嫦娥三号计划将在月球虹湾着陆。虹湾位于月球正面的西北角,属于月海区域。月球正面,其实就是月球朝向地球的这一面。由于月球自转一周和绕地球一周都是约28天,所以地球上的人们永远只能看到月亮的一半,看不到另一半。又因为月球向着太阳的时间是半个月左右,背着太阳的时间也是约半个月,月亮的完整一天是地球概念的一个月。

从地球上看月球的那一半,会看到有几块黑斑,古代的时候,人们以为是海,就把它们命名为月海。其实我们现在知道那里一滴水也没有,是辽阔的平原。为什么是黑的呢?是因为月球上有些地方被撞出大盆地,盆地下面有很多岩缝。火山喷发,又把一些坑填平了。黑斑其实大多是石头,比如黑色的玄武岩。虹湾是大约39亿年前砸出来的一个坑,由于形似彩虹的弧形,就把这个月海区域的“海湾”命名为虹湾,大约有400公里长。

嫦娥三号在月球着陆,着陆区必须要能跟地球联系上,所以一定要降落在正面。而正面的具体位置,第一得通讯好,第二得阳光好,第三是那儿可以研究的问题多,第四是比较平坦,第五是最好别的国家还没有勘察过。相对而言,之前美国等国家月球探测多在月球赤道附近,高纬度地区不多。根据我们的测控能力,综合这几点,最终将着陆地点定在虹湾地区。

:虹湾的科学意义在哪里?

欧阳自远:虹湾这一带是月球研究的空白,没有勘察过。我们希望得到这一带石头的详细成分,研究它的成因,把这个地方研究得更精细一点。

由于虹湾是预设的着陆点,所以我们绘制了一张分辨率为1米的虹湾局部影像图,目的是要在虹湾地区选择一些更平坦的地方,有利于探测器顺利降落。此外,为了让嫦娥三号降落时不至于掉到大的月坑,嫦娥二号已用立体相机对虹湾进行了局域超高分辨率立体成像,直径大于3米的月坑清晰可辨。

2月球着陆有多难?——安全着陆和度过月夜将是两大考验

:嫦娥三号要在月球着陆,难度到底有多大?

孙家栋(首任探月工程总设计师、中科院院士):如果说嫦娥一号是里程碑,那么嫦娥三号就是跨越式。嫦娥三号采用的新技术超过80%,要实现的任务又非常难。中国人第一次把自己的航天器落在地球以外的天体,并且要落得准、落得好,难度非常大。

和地球不一样,月球没有空气,不能靠大气层摩擦和降落伞的帮忙,降落要有新的思路。落到月球表面的时候,月球“土壤”非常松软,着陆器能不能“站住”,以及落下后月面巡视器也就是月球车能不能平稳地放出去,都要考虑周到。

还有个巨大的难点,是怎样让着陆器和月球车在月夜熬过极端低温。月球白天温度可高达150摄氏度,晚上能低至零下180摄氏度。月球一个晚上的时间长度,相当于地球的14天,所以着陆器和月球车能不能在月球过夜,是个巨大考验。还得保证月球白天到来后,太阳一照,这两台机器就能“醒来”。所以说,嫦娥三号基本上是个新的东西,搞工程最难的是,新的东西放在一起配合。我预祝嫦娥三号“落月”成功。

叶培建(嫦娥一号卫星总设计师、中科院院士):嫦娥二号最低到过距月球15公里高度,嫦娥三号从距离月面15公里落下去开始轨道怎么走,这是第一次。为了平稳落下,并落到安全的地方,一方面,探测器上安装了许多设备,测量速度、距离,观察并判断降落位置平不平,这就涉及导航和空中悬停技术。最后几米要在月面自由落体,实现缓冲,吸收冲击力,这些都是第一次。而为了保证着陆器和月球车在月球过夜,我们第一次引入了核同位素电池来发热维持“生存”的最低温度。

主要的技术风险有这三个:着陆地点如何保证落到需要落的地方;如何确保新研制设备的可靠性;如何确保新软件的使用状态。这些,我们在地面上都经过了一个个试验。航天经验告诉我们,想到的都不会发生,发生的都没想到。没有成功之前,我们依然忐忑不安。嫦娥三号成功的话,意味着我们是第三个能够在月球着陆的国家,也是这几十年来的第一次。

欧阳自远:针对这些难题,科研人员采用变推力发动机、自主导航控制技术和研发缓冲吸能部件来攻克软着陆这一难关,并用“原子能电池”保证在寒冷的月夜下着陆器和月球车不被冻坏。而且“原子能电池”不会造成污染,决定使用这种电池时就已经预期到这些问题,电池都是密闭起来的,材料的半衰期也不是特别长。

3要在月球上做什么?——着陆器和月球车将开展探测:观天、看地、测月

:月球车会在月球上做什么?

欧阳自远:嫦娥三号月面巡视器,也就是俗称的月球车,刚刚在全球征名中被命名为“玉兔”号。如果“落月”成功,并成功驶离着陆器,“玉兔”号月球车将在月面工作三个月。它担负承载科学载荷进行月表形貌与地质构造、月表物质成分和可利用资源调查等使命。月球车走得不会特别快,比人们想象的走得慢,时速约200米。它的高性能体现在越障能力和通过性,而不是追求高速度,6个轮子中有4个可以驱动,而且它始终不会离开着陆器的“视野”。

着陆器和月球车,会同时开展各自探测,可以形容为“观天、看地、测月”,这是嫦娥三号在科学上最重要的内容。

观天,是指着陆器上安装了一台天文月基望远镜,进行月基光学天文观测。这也是人类首次把“天文台”搬到了月球上。地球上的天文学家最想做的一件事情,就是在没有大气、晴朗的月亮上观测天空、看星星,研究星系、恒星的活动。

观地是指安装在着陆器上的极紫外相机,将对地球等离子体层进行极紫外成像探测。测月是指安装在月球车上的测月雷达,探测巡视路线上月壤厚度和结构,以及月壳岩石结构。月球车在月面行走,测月雷达可以测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构,这个是国际上之前没有做过的。

4深空首步为何选月球?——通过到月球掌握深空探测等基础技术

:月球是我国深空探测的第一步,是因为工程技术上容易实现吗?

孙家栋:2004年嫦娥工程立项,2007年第一颗探月卫星嫦娥一号发射,2010年嫦娥二号卫星又成功探月,做到了经费少、周期短、质量好。我们制定了国家发展深空探测比较符合实际的方案,方案的思想是一步一步离开地球。离地球最近的空间支点是月球,我们有了探测月球的经验以后,才好逐步地离开地球。月球离地球40万公里左右,比较便于测试通讯等各种深空探测技术。同时,卫星上天围绕地球转,当你离开地球往深空发展,地球、卫星、月球,三者的运动关系就会发生很大的变化。这些,都可以通过到月球来掌握基础技术再发展。

实际上,上世纪90年代,我们的航天技术专家就开始探讨探月,同时科学家也在考虑第一步到月球做什么。科学探测的要求不能太高也不能太低,要结合航天工程水平,还要能够向前“跨一步”,在当时经济和科学技术条件下,月球探测是比较切合实际的深空探测计划。

我国的绕月探测工程也就是嫦娥工程共分为三期。一期工程为“绕”,已经由嫦娥一号实现。二期工程为“落”。嫦娥二号是先导星,嫦娥三号是关键任务,后面还有嫦娥四号,就是要实现月球软着陆。三期工程为“回”。要完成上升舱、返回舱、着陆探测器的研制,验证月面起飞、返回和再入等关键技术。

欧阳自远:绕月探测的第一步科学目标就是整体、全面、综合地了解月球。根据这个目标我们当时提出了嫦娥一号的4个科学目标:探测月面地形地貌,探测月球表面的元素和矿物成分,探测月壤特性,以及探测地月空间环境。嫦娥一号完全实现了既定目标。嫦娥二号原本是嫦娥一号的备份星,但嫦娥一号各项任务都完成得很好,就不需要备份星了,最后嫦娥二号做了嫦娥三号的先导星,也就是去打先锋,将嫦娥三号的技术难题和大部分落月路线去试验一遍,看看能不能做到。

嫦娥一号的最终归宿是撞到月球上。嫦娥二号完成任务后,由于燃料剩余、状态良好,又给它派了一个新任务,飞到离地球150万公里以外的拉格朗日L2点去探测太阳。飞离拉格朗日L2点后,又飞越并探测了图塔蒂斯小行星,开创了我国探测小行星的先河。

:嫦娥一号当时第一次奔向月球,风险是不是也很高?

孙家栋:第一次去月球,风险的确很大。奔向月球并绕月探测,要求轨道设计和计算合理,否则要么和月球擦肩而过,要么就是和月球撞一起。嫦娥一号卫星去月球,好比骑马打兔子,马跑兔子也跑,骑马的你还得打枪,难度不可谓不大。当时争论得很厉害,用大火箭还是小火箭?选的卫星平台是不是太大了,会不会造成大马拉小车……最后结果来看,嫦娥一号选了非常合理的技术路线,并实现了4项科学目标。

叶培建:地球轨道和月球轨道不一样。航天器绕着地球转,大部分在近地轨道,最远也就七八万公里。月球距离地球平均38万公里,我们当时最初具有的最大天线才12米,理论上测不了多远,因此我们就要把卫星上自带天线的能力做到极致。前两次探月,最紧张的时刻是近月时段,嫦娥卫星要近月制动。这时候早了不行,晚了也不行,只有唯一的时刻。如果这个时刻没有被月球捕获成为月球的“卫星”,就要过很多天再回来,那时候卫星状态什么样心里没底。

航天事业高风险,那么庞大的队伍搞科研,总会有些问题不知道,或者没有人告诉你。所以对任何可疑的事情都不能放过。欧阳自远院士说过一句话,科学家做研究,100次失败99次,只要有一次成功就是成功,而航天人搞航天,100次成功99次,只要有一次失败就是失败。

5人类为什么要探月?——月球有丰富能源资源,探月能带动大量的技术突破和进步

:在科学意义上,人类为什么去月球?

欧阳自远:在技术发展层面,人类探月活动特别是美国阿波罗计划产生了强大的推动力,带动了上世纪六七十年代世界高新技术的发展,其影响一直延续到今天,在计算机、通讯、医疗卫生等各个领域都发挥了巨大作用。现在又掀起人类重返月球的高潮,仍然是因为月球有几个问题非常重要,值得去探索。

月球有丰富的能源,这个是全球共识。比如太阳能,月球上的白天接近半个月,月球表面是真空,没有任何遮挡,可以无限制地铺设各种太阳能电池板,如果月球上的太阳能转变成电能以后输送到地球,将是巨大的能源。另外一种能源是氦3,石油、煤、天然气等终究要耗光,月球上氦3的资源量据初步估算超过100多万吨,如果利用,至少可以解决全人类能源的需求一万年以上。月球的矿产资源也极其丰富。另外,月球上的环境虽然极其恶劣,但是这些极端环境正适合生物制品和新材料的生产。

探测月球上的水,也是很时髦的一件事情。虽然月球白天太阳一出来100多摄氏度,根本不可能有水,但有一些地方永远照不着太阳,这些永久阴影区里可能含有水,国际上探月活动通过撞月最后确证月球上存在水、冰。

我觉得,中国应该离开地球去探测别的天体,这是科技发展的需要,也能够带动大量的技术突破和进步,能培养出一支高素质的航天人才队伍。嫦娥工程是中国人脱离地球引力离开地球摇篮的第一步,月球是前往深空的第一个门槛。

孙家栋:航天让人感动的地方在于,航天是一片沃土,只要一颗种子进入,会很好的茁壮成长。这背后是集体的力量。

航天梦是中国梦的一部分。航天梦是什么?我认为就是集成尖端技术,为经济建设、科学技术发展。我现在关心的是,天上取得的成果怎么“落地”,也就是怎么和国家的经济建设更好的结合起来,发挥更大的效益。目前我们的航天成果非常多了,北斗卫星导航系统目前发射了16颗卫星,已开始服务亚太地区,到2020年一共要发射30余颗北斗卫星。这么大的投资,除了安全需要,还应该更好地服务国民经济和社会发展。

航天事业的重要意义在于,让人类不仅看到今天,还要看到明天。将来的问题,我们不能到了将来才去解决。

(资讯责编:孟定勇)

降温添衣及时雨入秋必备的时髦大衣是这三件

复仇者联盟3无剧透影评符合漫迷期待心碎与

决赛在即辽宁并非优势明显郭士强要小心李春

降温添衣及时雨入秋必备的时髦大衣是这三件
复仇者联盟3无剧透影评符合漫迷期待心碎与
决赛在即辽宁并非优势明显郭士强要小心李春
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的