嫦娥三号探月2A嫦娥三号发射任务4个主要环节

　　嫦娥探月最关键的是嫦娥三号探月。它所包含的科学技术知识是很有趣的，也值得我们很好地回味一番。
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　　据新华网报道，中国探月工程总设计师吴伟仁介绍说，＂嫦娥三号＂发射任务的主要环节是近月制动、变轨、软着陆和两器分离，其中软着陆即＂落月＂是最重要的考验。另外，中国探月工程的下一步计划是从月球采样返回，将在2020年以前实现月球无人采样返回。
　　关键环节是近月制动、变轨、软着陆、两器分离
　　火箭发射以后，探测器开始奔向月球，大约历时5天后到达。到达月球以后首先是近月制动：近月刹车。使用的是新研制的一种变推力发动机来刹车。第二，过去是先变成椭圆轨道，再变成圆轨道。这次因能源限制，要一次性地把环月探测设计成一个100km×100km的圆轨道飞行方案。运行一段时间后开始变轨，变成100km×15km椭圆轨道。紧接着再运行几天以后进入着陆过程。降落月球更为关键，着陆从15公里开始下降，要在短短的几百秒之内安全降落到月面预选着陆区。
　　着陆难度在于月球的表面是未知的，不知道它会准确降落在什么地方。我们采取了很多措施，包括考虑到在月球没有大气，采用火箭进行反推，靠发动机实现反推，然后再逐步减速；同时为了测定着陆器的高度、速度，又研制了新的激光测距、微波测速测距雷达，采取多种措施精确测量它的距离和速度。但风险还比较大，因为那里月石、月坑很多，也可能碰到壕沟。
　　月球从大面积上、从宏观的方面来说相对比较平坦，但小范围，比如最后50米×50米或者10米×10米的小环境，其地形地貌是什么样子是个很大的考验。前苏联多次月球探测，其中用于软着陆的探测大概有13次，前面12次都失败了，最后第13次才成功。美国实现软着陆也失败了3次，第4次才成功。可见难度比较大。
　　安全降落以后，还有一个重要环节就是月球车从着陆器上分离、释放、解锁、转移到架舱亦即梯子上来。从梯子上降落下来到月面，月球车才走下来。走下来也和地形有关，如降落下去后周围比较平坦，那走下来比较容易。如果梯子旁边有什么障碍物，难度就比较大。
　　＂嫦娥三号＂在科研上实现多个创新
　　＂嫦娥二号＂有八大创新：如直接奔月的轨道设计，拿到了世界上最高分辨率的全月图（7米分辨率）；第一次在深空探测里面采用了X频段进行测控通信数据传输；在月球上开展了多种科学探测；第一次降轨到15公里，为＂嫦娥三号＂做准备。再就是拓展实验很成功，如从月球轨道出发，然后奔向了拉格朗日L2点；从拉格朗日L2点探测了10个月后，又去进行了小行星4179探测。美国人认为它潜在威胁地球，因为它的轨道是变化的，最近距离地球曾有过20万公里，所以这种小行星撞击地球的概率比较大。我们对它进行了探测，从它旁边3公里的地方飞越探测，拿到了很精确的高分辨率图像。
　　＂嫦娥三号＂比起＂嫦娥一号＂、＂嫦娥二号＂主要有这样几个方面的创新：第一，第一次研制了能在月球降落的探测器，实现软着陆。要实现月球软着陆有多种，比如说研制了带腿着陆器、变推力发动机，研制了高精度激光测距、激光三维成像系统，可以识别出图象，还有微波测距测速雷达。当然,整个探测器的形体也是一个全新的构造。第二，第一次在月球上释放月球车即巡视器，老百姓一般称作月球车。所以这次征名就是用月球车，而不是用巡视器，一个是它的本名，一个是它的别称，月球车更通俗易懂。第三，第一次研制了深空测控。为了月球探测，研制了大型的深空站。在喀什研制建设了35米口径的S频段、X频段和ka频段大型深空站。在佳木斯研制建设了66米口径的S频段、X频段的深空测控站。同时，也规划了在南美洲要建设一个大型深空站。在上海也建设了一个VLBI站，65米的大型深空望远镜。这些大型深空站的建设，为月球探测和以后的火星探测及太阳系探空测控解决了问题。世界上美国和俄罗斯有大型的深空测控网，欧空局也建立了相应的深空测控网，我们是第四家，虽然建设比较晚，但起点比较高，应该说水平、精度、技术难度比他们好、比他们强，这为以后开展太阳系探测奠定了基础。
　　【自注】喀什：新疆维吾尔自治区西南部。佳木斯，简称佳市，黑龙江省第四大城市。
　　利用月球能源是科学难题短期无法实现
　　＂嫦娥三号＂这次搭载了多种有效载荷或者科学载荷。第一配置月基光学望远镜，要在月球上看天体。在地球上看天体、研究太阳系、研究宇宙或者某个星球，地球大气层对我们影响很大。月球因为没有大气，所以在它上面是＂直通车＂，清晰度非常高。第二，月球上14个白天，14个黑夜，一个月球日相当于28个地球日，所以它在同一个地点可以长时间观测某一个天体或天区，这对我们认识太阳系和天体还是很有科学价值的。比如美国哈勃望远镜，它在几百公里轨道上看天空，我们在月球上肯定看得更远。还有就是测月雷达，可以探测月球上30米到100米左右的范围，我们要观察月亮的组成，这些都是科学目标。
　　关于能源，月球上氦3比较丰富，还有其他很多金属，很多金属和化学元素是地球上没有的。氦3地球上很少，月球上很丰富，但是要实现氦3的探测、采集、运输、返回是一个很大的科学难题，不是短期内能够实现的，但从长远看不排除这种可能性。
　　着陆器、月球车有＂寿命＂ ，任务完成后留在月球
　　上面一些属于我们国家的机密会不会被窃取了？
　　目前设计的目标是，着陆器在月球工作一年，月球车在月球工作三个月。当然，我们希望它能够实现和超过这个寿命。＂嫦娥二号＂设计的工作时间是半年，到现在还在工作，现在已经三年多了，而且飞到了6200万公里去了，如果不出意外， 17年之后还可以返回到地球附近，因为它现在是绕着太阳运行的人造小行星。空间飞行器设计得好会超过寿命。月球车工作过后，就不打算拿回来，也不可能把它拿回来了，设计时也没这么考虑。寿命时间过后，就看它的生存能力了。
　　至于高技术、机密的东西主要是技术上的东西，留在月球上也没关系，也没人能够到上面去探测它或者窃取它。以后时间长了，说不定某个国家发射探测器上去了，那有可能，那要在同样地点或者在附近，远了肯定去不了，所以不必担心泄密的问题。而且技术总是在发展的，若干年过后，技术不知道又发展到什么程度了，又会上到新的台阶。
　　登月后将传国旗照片回地球
　　怎么向全世界宣示我们登上月球了呢？
　　我们这次在月球车和着陆器上都有五星红旗，但不一定是插在月球上面了。探测器降落下去以后，月球车走下来，月球车和着陆器分别都有相机，会互相拍。最后是希望能够把五星红旗拍到后传回来。
　　探月工程下一步是实现无人采样返回
　　＂嫦娥三号＂任务完成以后，在深空探测领域的计划和设想是什么？这次目标实现以后，按照原来＂绕＂、＂落＂、＂回＂三步走，下一步应该是从月球采样返回。月球采样返回相关工作正在进行中，会在2020年以前实现月球无人采样返回，目前定的是要采样2公斤月壤，最后带回地球。整个＂嫦娥三号＂工程大概是5年多。
　　（根据2013年12月01日新华网记者专访探月工程总设计师吴伟仁文章）
　　2019-1-2
　　北京飞行控制中心大屏幕上显示的嫦娥三号探测器
　　北京飞行控制中心对嫦娥三号实施动力下降控制
　　北京飞控中心模拟显示的月球表面情况
　　嫦娥登月9-嫦娥三号开始落月
　　嫦娥登月9-嫦娥三号开始落月
　　嫦娥登月9-嫦娥三号开始落月
　　嫦娥登月9-嫦娥三号平稳落月
　　嫦娥登月9-嫦娥三号探测器降落相机传回的月面照片