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探月工程首席科学家欧阳自远解读“嫦娥三号”

2013年11月25日 14:33
来源:中国科学报

月球到底是什么样子的?人类为什么要登陆月球?在中国探月工程“嫦娥三号”即将发射之际,11月21日,中国绕月探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士欧阳自远做客《新华访谈》,解答广大网友和青少年朋友关心、关注的问题。

欧阳自远:中国绕月探测工程分三步走

欧阳自远院士在访谈中介绍,中国绕月探测的长远规划是分三大步走。

欧阳自远介绍,中国制定了一个月球探测的长远规划。这个规划里建议中国月球探测稳扎稳打,要有很多创新,既要继承已有的成果,又要结合中国的实际,中国人要对世界作出更多的贡献,所以制定了三大步的设想:第一步是无人月球探测;第二步,要把中国航天员送上月球,叫载人登月;第三步,开发利用月球的资源能源,建设月球基地。这是一个很长远的规划,因此,必须踏踏实实的从第一步做起。

欧阳自远院士认为,月球的开发不仅对中国人,对全人类都是非常有利的好消息,非常有意义。

欧阳自远:“嫦娥三号”关键任务之一是局部精细探测

在回答“‘嫦娥三号’与之前的‘嫦娥一号’、‘嫦娥二号’任务相比有哪些不同”时,欧阳自远院士说,“嫦娥三号”有别于“嫦娥一号”、“嫦娥二号”任务,此次登陆月球后,关键任务之一是对月球进行局部的精细探测。

欧阳自远介绍,中国绕月探测的第一步是无人探测月球。中国虽然已发射了100多颗卫星,但是,所有的载人航天和卫星都没有离开月球,它们全部绕着地球,完全被地球所束缚。俄罗斯的火箭之父奇奥尔柯夫斯基说,人类是生活在地球上,人类终将离开我们的摇篮——地球。中国人现在就要离开自己的摇篮,踏出自己的门槛,再进一步去访问我们的邻居,去看整个大世界。我们要一步一步走,第一步是很艰难的,但是必须全面整体的去了解月球,所以我们发射了“嫦娥一号”。

欧阳自远介绍,“嫦娥二号”是“嫦娥一号”的备份,万一“嫦娥一号”失败了,“嫦娥二号”要替补上去。现在“嫦娥一号”任务完成的特别圆满,“嫦娥二号”就得更换它的使命:模仿“嫦娥三号”的一些关键技术去工作。因为“嫦娥三号”要降落在虹湾地区,那个地方虽然做了图,但是不精细,降落的地方哪儿有一个大石头、哪儿有一个大坑,都得有高分辨率的照片,才能安排“嫦娥三号”降落地点。“嫦娥二号”要做的事,就是做一个一米分辨率的地图出来,这样它的任务就完成了。我们祝福它以后能够走得更好。

“嫦娥二号”任务完成非常好,为“嫦娥三号”作了准备。“嫦娥三号”是无人探月的第二步。一号是全面了解,三号是落在一个地方,仔细了解当地情况。“嫦娥三号”探测不了多大范围,还没有北京市海淀区大。着陆器落月后不能动,月球车也走不了多远,所以叫局部的精细探测,这是“嫦娥三号”的任务。

这三步做完了,完全把中国的航天员送上月球开展科学探测,完成任务以后还要安全返回地球,所以才跟第二大步结合起来。所以“嫦娥三号”登月是一件很关键的事情。

欧阳自远:“嫦娥三号”着陆器如何安全落月考验中国航天技术

“嫦娥三号”着陆器和月球车有哪些技术难点?欧阳自远院士介绍到,从技术上来说,还有很多困难,因为这是中国第一次软着陆在另外一个天体上,这里面的过程很艰难。

欧阳自远介绍,月球车是被锁在着陆器里头的,开始是一块儿降落在月球上的。这要经历几个关卡:第一,从地球上飞过去要被月球抓住,跑得太快飞跑了,跑得太慢撞上去了,所以一定要恰到好处。速度、距离要刚好飞到月亮边,被月亮抓住,变成月亮的卫星。

第二,要安全着陆。在月球上不能像嫦娥一号那样硬着陆,要软着陆,软着陆遇到的最大困难是什么呢?月亮上没有空气,因为在真空里降落伞毫无作用,所以必须把它调整到是很低的一个位置上,朝着目标降落。下降速度越来越快的话,到了月球表面就会被砸碎。因此只能有一个办法,就是在着陆器下方安装几台发动机,把整个着陆器往上推,这样就可以慢慢降落。

欧阳自远介绍,到底降落在哪个具体位置也挺难的,因为那个时候得临时作出判断。着陆器是智能的,大概飞到离月球表面100米高的时候,它底下安排了很多相机,拍了照片赶快反馈给它,比如下面有个大坑,需要挪个地方,它自己就会平移,挪到照相机告诉它地面平了,才会降落。

“从100米高度降下去是不行的,也会砸碎。所以它往下降时慢慢降,降到离月面4米高时停在那儿,然后把底下的发动机关掉,那个时候掉下来,才是安全的。着陆器掉下来以后,得把太阳能电池板打开接收能源,所以一定要在白天降下去,有时间可以从容地把里面的仪器测试。全部调试后,就可以开始工作了。”欧阳自远说。

欧阳自远:“嫦娥三号”技术难点之一是着陆器如何过夜

欧阳自远介绍,“嫦娥三号”登月探测器的一个技术难关就是着陆器如何过夜。月球的晚上是漆黑的,极其寒冷的,达到零下150度到180度。

“连仪器都承受不了,所有仪器都会被冻坏,这样是不行的。所以到了晚上,月球车和着陆器都得冬眠,趴在那儿不干活,但是里面得保温。用现在各种各样的电池都不行,后来论证下来只能用一种电池——核电池,这样我们又得去研制核电池。”

为什么核电池可以解决着陆器过夜的难题呢?欧阳自远解释,因为它不受外界的影响,可以持续地通过温差电池的办法,使仪器箱里的温度升高,升到多少呢?零下40度以上。所有的仪器都能耐受这种温度,要将这种温度一直保持半个月时间。

“天亮了,它自己就知道该起床了,该干活了。”欧阳自远说。

欧阳自远:着陆器返回地球将在“嫦娥五号”实现

对于很多网友关心月球车能否返回地球的问题,欧阳自远院士回答,现在没有能力也没有安排让它返回地球,未来有返回地球计划的是“嫦娥五号”。

欧阳自远介绍,现在没有能力也没有安排让“嫦娥三号”着陆器返回地球,要把一个月球车返回地球是很艰难的。另外,它的科学价值和意义也不是很大。中国有返回地球的计划,但不是在“嫦娥三号”月球车,而是“嫦娥五号”。

欧阳自远说,“嫦娥五号”的任务是要降落在月球上,用一个铲子把周围的土壤铲出样品来放置到返回舱里。另外,它要在月球上自动打钻,全靠自己指挥自己,打出来的土壤和岩石的岩心样品原封不动的装到返回舱里,整个工作都是自动操作的,不能搞乱了。

欧阳自远介绍,“嫦娥五号”去的时候发射一条飞船,同时在月球外面转圈,等候“嫦娥五号”上来,这都需要精确计算控制,最后“嫦娥五号”和等候的飞船交汇对接,飞船带着“嫦娥五号”的返回舱一块到达地球空间。

“因为飞行的速度很快,它们进入地球的大气层会燃烧,温度很高很危险,所以要把速度降下来,弹出去再回来,降到什么速度呢?降到它不至于被烧毁,然后在地球的控制下,安全着陆在内蒙古四子王旗。这样等于把月球上的东西返回来了,然后组织全国的科学家作精细研究。”欧阳自远说。

[责任编辑:王蕊] 标签:嫦娥 欧阳自远 着陆器
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