裝備齊全能力過人

在漫長的飛行后，“嫦娥三號”將實現(xiàn)中國對地外天體的首次“軟著陸”，就此開啟真正的月球之旅，它渾身的精密裝備也將大展拳腳。

“軟著陸”，顧名思義，“嫦娥三號”并不會奮不顧身地投奔月球，而是慢慢地停下，每一步都經(jīng)過了科學(xué)的考量。

月球從一開始就給了“嫦娥三號”考驗，“軟著陸”是一個充滿驚險的過程?！笆紫冗@是一個消耗燃料非常大的過程。月球車在懸停、避障時，需要對月面的地形、障礙物進(jìn)行辨識，避開不利于垂直著陸的陡峭地形和大型的巖石等突出物?！睏钣罟庹f。

由于地月之間有38萬公里的距離，無線電波走個來回也要2秒多，“軟著陸”的過程來不及由地面指令控制，需要完全靠計算機(jī)判斷，并且不可能完全預(yù)測。

最刺激的是在最后落月的瞬間。減速用的發(fā)動機(jī)并不是一直工作到降落，而是在距離月面還有一定高度時就停止工作，但已經(jīng)將速度減到很低。最后“嫦娥三號”用很短的時間“掉”下去，但因為速度很低，時間很短，所以不會產(chǎn)生大的沖擊，也不會造成損壞。

“這個過程中的關(guān)鍵設(shè)備就是月面到‘嫦娥三號’之間高度的測量，我們使用了與神舟飛船著陸類似的技術(shù)，也就是用伽瑪射線發(fā)射到月面，用探測器探測反射的伽瑪射線來確定高度。只有精確測量這個高度，由此計算出落月速度，才能實現(xiàn)最后的精確關(guān)機(jī)。”楊宇光說。

落月后，“嫦娥三號”將開始漫長的月球之旅，期間陪同它“探秘”的還有在世界上首次進(jìn)行科學(xué)探測的近紫外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、極紫外相機(jī)和測月雷達(dá)。

楊宇光認(rèn)為，測月雷達(dá)的意義非常大，因為過去沒有能夠探測如此深度的月面巡視器?！拔覀兯f的月面的‘氦-3’資源——可用于將來的受控核聚變——以解決人類的能源問題，就存在于這個深度范圍內(nèi)?！?/p>

月球基本沒有大氣，長期遭受宇宙輻射和各種粒子的沉積，因此研究月壤的結(jié)構(gòu)不但有助于研究月球本身的演化歷史，還可能發(fā)現(xiàn)有關(guān)太陽系形成歷史的有用證據(jù)，甚至能幫助人類預(yù)測地球、月球和太陽系今后的演化，以便及早做出安排。

近紫外望遠(yuǎn)鏡安裝在“玉兔”號月球車的“母艙”——著陸器上。這對于月基天文學(xué)來說是開創(chuàng)性的，因為月面的觀測條件遠(yuǎn)比地球表面好，而著陸器的穩(wěn)定性也優(yōu)于地球軌道附近的天文望遠(yuǎn)鏡。

另外，“嫦娥三號”的遙測系統(tǒng)，可以將相機(jī)、雷達(dá)獲得的圖像、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號，利用遙測系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)通過無線電波傳回地面?！版隙鹑枴北旧聿豢赡軐颖編Щ?，由于重量原因也沒有“好奇號”那樣可進(jìn)行各種詳細(xì)分析的實驗室，但可以對月壤、月巖的采樣進(jìn)行初步的分析。

載入登月史冊

“嫦娥三號”無疑將在我國“繞、落、回”三步走的探月計劃中，寫下濃重的一筆，開啟一道厚重的探月之門。它將被載入人類的登月史冊。

在此之前，同樣被銘記的還有美國阿波羅月球車和前蘇聯(lián)月球車。在“嫦娥三號”還未真正露面之前，它就已經(jīng)頻頻與這兩位“前輩”相提并論。

“阿波羅”是有人駕駛的月球車，不要求自動化，且時間很短，單從月面巡視技術(shù)本身的角度來講難度不大。所以雖然行動范圍很大，但不能說明技術(shù)就更高。蘇聯(lián)月球車要靠地面團(tuán)隊遙控，兩個月球車任務(wù)都專門組織了地面團(tuán)隊進(jìn)行操控，在70年代對無人探測器來說難度非常大。

楊宇光說，“玉兔”號月面巡視器的構(gòu)造與目前美、歐設(shè)計制造的大部分天體表面巡視器的構(gòu)型是類似的。都采用六輪結(jié)構(gòu)，這對于依靠自主運(yùn)行的月球車，保障其可靠行進(jìn)來說是比較穩(wěn)妥的選擇。能源系統(tǒng)采用太陽能電池板和蓄電池，不但為驅(qū)動車輪行進(jìn)和科學(xué)探測儀器提供能源，也為月夜期間保溫提供保障。前端臂桿上安裝的相機(jī)，在行進(jìn)過程中需要進(jìn)行圖像識別，相當(dāng)于行進(jìn)過程中的“左右眼”。

在“嫦娥三號”之后，就要實施第三步的采樣返回計劃。那時的探測器不但需要著陸器，還要有能夠?qū)⒃氯?、月巖樣品帶回來的返回艙，以及讓返回艙飛離月面并準(zhǔn)確返回降落的推進(jìn)系統(tǒng)。整個探測器將比“嫦娥三號”大得多，要靠未來在海南發(fā)射的“長征五號”運(yùn)載火箭才能發(fā)射。

楊宇光告訴記者，“繞、落、回”這三步，對于整個探月來說都屬于“探、登、駐”這三大步中的第一步“探”。第二步“登”就要實施載人登月計劃，這需要低軌道運(yùn)載能力達(dá)到一百噸級的巨型運(yùn)載火箭，可實施深空任務(wù)的載人飛船，以及載人的登月艙。這將是非常宏大的巨型工程項目。

在載人登月之后，第三大步“駐”是指建立長期駐留的月球基地。那時的探月活動將從探測階段進(jìn)入到應(yīng)用階段。也許會產(chǎn)生更多的直接經(jīng)濟(jì)效益。但目前還沒有解決月球長期駐留、地月往返的經(jīng)濟(jì)性等關(guān)鍵問題。

雖然”嫦娥三號”設(shè)計任務(wù)是90天，但因為航天飛行任務(wù)都根據(jù)一些不確定因素而留有余量，因此我們大可期待它運(yùn)行更長時間、更廣范圍。