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成功着陆月背!超越美国,嫦娥四号克服了哪些技术挑战?

时间:2019-01-04 作者:网络整理 阅读:
“嫦娥四号”成功着陆月背,这是人类探测器首次造访月球背面。中国也因此成为世界上第一个在月球正面与背面均成功完成探测器软着陆的国家!超越了美国,中国克服了哪些技术挑战呢?
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“嫦娥四号”成功着陆月背,这是人类探测器首次造访月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回世界首张近距拍摄的月背影像图。ojdEETC-电子工程专辑

中国也因此成为世界上第一个在月球正面与背面均成功完成探测器软着陆的国家!超越了美国,中国克服了哪些技术挑战呢?ojdEETC-电子工程专辑

新华社报道称,周四10时26分,“嫦娥四号”自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin)的冯·卡门环形山。这是人类探测器首次造访月球背面。首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。ojdEETC-电子工程专辑

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月球有人类从地球上看不到的一面ojdEETC-电子工程专辑

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一名工作人员正在检查“嫦娥四号”的1:8模型。ojdEETC-电子工程专辑

“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。ojdEETC-电子工程专辑

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“嫦娥四号”探测器获取了月背影像图并传回地球。ojdEETC-电子工程专辑

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位于萨里(Surrey)的伦敦大学穆勒太空科学实验室(Mullard Space Science Laboratory)物理学教授安德鲁·科茨(Andrew Coates)对BBC说:“在阿波罗号历史性着陆的近50年后,这项大胆的探索计划即将实施。中国还将在2019年底,再度进行一个样本返回工程。”安德鲁·科茨所指的样本返回工程,是中国计划于今年晚些时候发射的“嫦娥五号”月球探测器,该探测器预计将能实现采集月球样品并返回地球。ojdEETC-电子工程专辑

“嫦娥四号”实验内容

有媒体报道称,着陆器携带了两个相机、研究太阳风暴的低频射电频谱仪和德国基尔大学研制的月球中子及辐射剂量探测仪。ojdEETC-电子工程专辑

俗称月球车的巡视器则带有全景相机、用于进行月表矿物化学成分探测的红外成像光谱仪、用于进行月壤厚度和结构探测的测月雷达,以及瑞典空间物理所研制的中性原子探测仪。ojdEETC-电子工程专辑

保罗·林肯说,“嫦娥四号”预计将为中国向地球运送月球岩石和土壤样本铺平道路,它还将对月球背面无线电环境进行勘测,这将为未来月背射电天文望远镜的建立打下基础。ojdEETC-电子工程专辑

值得一提的是,“嫦娥四号”的着陆器还携带了一个3公斤重的小型实验室“微型生态圈”,内含蚕卵、土豆和拟南芥种子,该实验由28所中国大学设计。ojdEETC-电子工程专辑

“我们想研究月球上种子的呼吸作用和光合作用,”该实验指挥、重庆大学副校长刘汉龙对新华社说。ojdEETC-电子工程专辑

“微型生态圈”首席设计师谢更新则表示,该实验的温度要控制在1到30度之间,并适当控制湿度和营养。“我们将用一根管道将月球表面自然光导入罐内,以让植物生长。”ojdEETC-电子工程专辑

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“嫦娥四号”于上周六凌晨从西昌卫星发射中心发射升空。ojdEETC-电子工程专辑

着陆挑战

中国一直在追随美国和苏联的脚步,逐渐增强自己的太空探索能力,但这次任务对于任何机构来说,都尚属首次。ojdEETC-电子工程专辑

月球背面崎岖不平的地形,为探测器的安全着陆提出了特殊挑战。如果探测器降落在一个凸出的岩石上,将意味着任务立即失败。ojdEETC-电子工程专辑

着陆过程分为六个阶段。其中的前三项——初步制动、轨道修正、降轨,都是由地球进行控制。而最后三步:悬停、障碍规避以及缓慢降落,将由着陆器自动控制。ojdEETC-电子工程专辑

在登陆时,“嫦娥四号”的两个组成部分——着陆器与巡视器还将进行分离。ojdEETC-电子工程专辑

作为中国探月工程实现最终月球采样返回之前承前启后的关键一步,“嫦娥四号”实现人类探测器首次在月球背面软着陆的实际意义要远大于象征意义。它不远万里,突破重重险阻来到月之暗面,必然要走走看看,有一番作为。接下来,它将不负重托,利用携带的荷兰研制的低频射电探测仪聆听遥远宇宙的声音;利用德国研制的月表中子与辐射剂量探测仪,“勘探” 深埋月下的“矿藏”;还将利用瑞典研制的中性原子探测仪,测量太阳风粒子在月表的作用。此外,“嫦娥四号” 还搭载有一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,在荒凉月表上培育唯一的生命。ojdEETC-电子工程专辑

科学无国界!美国科学界发来贺电

对于这次登月,美国一些科学家本着科学无国界的立场,则希望中美两国之间能消除障碍,进行更多合作。ojdEETC-电子工程专辑

美国宇航局(NASA)局长布里登斯廷(Jim Bridenstine)在社交媒体发文称,祝贺中国嫦娥四号团队,称这是人类史上首次,更是一项“令人印象深刻的成就”。 ojdEETC-电子工程专辑

乔治·华盛顿大学空间政策研究所荣休教授约翰·罗格斯顿(John Logsdon)对美国之音说:“这是真正的探索,去到了此前无人去过的地方。”他还认为,“美中两国在国家安全层面的较量,并不意味着不能有科学层面的研究合作。 ”ojdEETC-电子工程专辑

美国科学家们说,在月球背面着陆之所以难是因为在着陆过程中,月球会阻断航天器与地球的直接通讯。中国此次先发射了“鹊桥”中继卫星,利用这个卫星来作为连接嫦娥四号与地球的桥梁,但这期间仍有延时,需要航天器具备一定的自主能力。ojdEETC-电子工程专辑

这种方式的成功令一些美国科学家兴奋。美国圣母大学的行星地质学家克莱夫·尼尔(Clive Neal)对美国之音说:“我们看到这(在月球背面着陆)是可以实现的,希望还能再尝试几次,并且希望人类也能登上月球背面。”ojdEETC-电子工程专辑

美国学界认为应与中国多合作

虽然美国与俄罗斯在太空探索上有合作,但是美国一项被称为沃尔夫尔夫修正案(Wolf Amendment)的法律禁止美国航天局与任何中国实体合作,除非项目明确得到国会的授权或美国联邦调查局的认证。ojdEETC-电子工程专辑

尼尔说,美国和中国在科学家层面还是有一些良好的合作的,但是在航天局一级的合作,或者涉及美国航空航天局资助的时候,就受到沃尔夫修正案的制约。ojdEETC-电子工程专辑

支持这项规定的人士认为,这有助于促进美国的国家安全,因为中国航天局与中国军方有关联,而太空技术可以军民两用。ojdEETC-电子工程专辑

尼尔认为,从人类太空探索的角度来看,合作比竞争更有益处。他说:“一旦我们走出这个星球,我们开始成为了全球文明,而不是民族国家文明,因此太空的合作就会是必须的。”ojdEETC-电子工程专辑

他说,他不担心中国在太空探索领域的能力发展。他说:“我们需要做的是对我们的成就更为自信。你知道,美国做了很多,但是你也应该知道,距离阿波罗11号登月已经过了50年,距离上一次人类在月球上行走已经过去了47年。我们在此后做了什么?我们歇下来了,别人赶上来了。我们应该吃惊吗?不应该。我们现在要做的就是,一起合作。”ojdEETC-电子工程专辑

对于这个问题,罗格斯顿也持类似的观点,他希望新国会改变禁止美国航天局与中国合作的限制,让美中双方在探月和火星等项目上能有更多合作。ojdEETC-电子工程专辑

他说:“美国在太空具有领导优势,除非它选择失去这种优势。美国有60年的经验和各方面的能力。相比之下,中国的项目规模还是比较小的。毕竟中国快三年没有送人到太空。我觉得,我不害怕中国赶超,而是担心美国落后。”ojdEETC-电子工程专辑
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外媒报道有的酸,有的甜

“突破性进展”、“里程碑”、“巨大飞跃”……这次登陆月背不仅登上了中国媒体的头条,也出现在了众多外媒的重要版面。他们语气有的“甜”有的“酸”ojdEETC-电子工程专辑

英国FT中文网1月3日报道,中国对嫦娥四号登录月球的报道非常低调,没有在国家电视台进行直播。据分析人士称,这可能反映出中美之间地缘政治紧张的加剧。美国越来越担心中国日益增长的航天实力。ojdEETC-电子工程专辑

《卫报》援引澳大利亚战略政策研究所的高级分析员戴维斯(Malcolm Davis)的话说,嫦娥四号成功登月是一个“值得夸耀的成就”。但他也指出,“其中包含了许多地缘政治和太空政治(因素),这不仅仅是科学探索,这关系到中国崛起成为超级大国的问题”。ojdEETC-电子工程专辑

英国《每日电讯报》报道称,虽然中国坚持其太空计划出于和平的性质,但是美国国防部指责中国在努力实现在危机发生时能阻止其他国家利用太空设备的能力。ojdEETC-电子工程专辑

美国一些媒体认为,嫦娥四号探测器是中国一系列太空任务的一部分,凸显了中国加入甚至引领太空竞赛的雄心壮志。ojdEETC-电子工程专辑

《华盛顿邮报》的一篇分析文章援引澳大利亚皇家学会(Royal Institution of Australia)太空探索首席科学家阿兰·达菲(Alan Duffy)的话说:“这不仅仅是一次着陆。今天的宣布是在明确宣称中国技术已经达到的成熟程度。北京长期以来希望匹敌美国能力的目标现在可能在20年内就能实现,而在探月方面,也许只要10年。”ojdEETC-电子工程专辑

这篇文章指出,中国这次成功登月是数十年经营规划的结果,而在中国扩展太空项目的同时,美国和俄罗斯这两个曾经有过最成功太空项目的国家,太空探索的热情却在减弱,比如美国航空航天局的预算减少已有些年。ojdEETC-电子工程专辑

CNN则指出,中国是继美国和俄罗斯后,第三个实现登月的国家,但此次着陆是人类太空探索领域的一个“里程碑”。文章渲染“中国威胁”的同时,也对美国当局略有微词。ojdEETC-电子工程专辑

据报道,美国海军战争学院教授约翰逊-弗雷泽(Joan Johnson-Freese)称:“中国渴望以其太空成就载入史册。下次从月球传回的声音很可能是普通话。美国认为,中国在太空的行动几乎都具有威胁性,但美国的太空行动也是如此。”ojdEETC-电子工程专辑

该专家建议,军事与外交双管齐下,将能最有效地遏制各方威胁,但“不幸的是,美国似乎没兴趣在太空安全方面发挥外交领导作用。”ojdEETC-电子工程专辑

美国《纽约时报》援引与中国航天局有密切合作的澳门科技大学教授朱梦华(Zhu Menghua,音译)称:“这次太空任务表明,中国在深空探索方面已经达到了世界先进水平。我们中国人做了美国人还不敢尝试的事情。ojdEETC-电子工程专辑

“从技术和象征意义上说,这都是一项重大成就,”为美国国防部密涅瓦研究所撰写太空研究报告的独立分析师戈斯瓦米(Namrata Goswami)说。ojdEETC-电子工程专辑

中国在2018年完成了38次卫星发射,并在上个月开始将自己的北斗全球卫星定位系统向全球提供服务。中国还计划建立宇宙空间站、载人登月和探测火星。ojdEETC-电子工程专辑

中国这次的嫦娥四号探月并非单靠中国一方力量。《国家地理》杂志报道说,德国和瑞典的科研人员也有参与,同时“鹊桥”卫星上的射电望远镜设备来自中国和荷兰的合作。ojdEETC-电子工程专辑
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本文综合自中时电子报、BBC中文网站、多维新闻、人民日报、美国之音消息报道ojdEETC-电子工程专辑

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