嫦娥四号月球车成功着陆,有哪些黑科技保驾护航?

嫦娥四号月球车成功着陆,有哪些黑科技保驾护航?

1月3日10时26分,嫦娥四号探测器(月球车)自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯?卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆。书写了人类月球探测新篇章。

图为1月3日在北京航天飞行控制中心拍摄的降落过程(示意图)。新华社记者 金立旺摄

这是玉兔二号的一小步,却是人类探索宇宙新的一大步!改造后的嫦娥四号月球车总重量创造了世界之最,只有140千克。但在它上面,却有种类更多的科学载荷。嫦娥四号月球车的成功登陆每一步都凝结着探月工程“创新”的智慧。想起那句“人类自知十分渺小,不可能解决宇宙间的所有问题,但人类的伟大之处就在于我们知道自己弱小的同时,所有的疑问都会试图去解决。”下面我们来看有哪些黑科技为嫦娥四号探测器保驾护航?

落月雷达为嫦娥四号探测器装上了 “眼睛”

落月雷达类似于汽车的行车雷达和倒车雷达,它能够帮助嫦娥四号探测器控制身姿顺利“泊车”。可以说,落月雷达是嫦娥四号探测器寻找落月路的“眼睛”。

月球背面有很多高山和低洼处,起伏不定,给嫦娥四号探测器落月造成了极大的困难。嫦娥四号中继卫星这座高空数据中转站负责向嫦娥四号探测器落月传递信息,但信息在传递过程中难免会产生时间差,带来信号传递的延缓。而整个落月过程时间短、速度快,因此需要借助其他科技手段为落月导航。落月雷达通过把握速度和距离的信息,使其可以轻盈落月。

光伏发电为嫦娥四号探测器插上了翅膀

嫦娥四号探测器在外太空以太阳能为能源来源,在浩瀚无垠的太空之中,光伏发电板一如嫦娥四号的双翼,带着全国人民的期望、向往和骄傲,携嫦娥四号飞往目的地。

光伏发电是航空航天中不可缺少的一部分。首先,探测器从地球发射,再到固定的轨道,需要庞大的能量。太阳能无处不在的特性,以及光伏发电板将太阳能转化为电能的能力,共同保证了探测器在外太空的能量来源。其次,在外太空有可能遇到各种恶劣的环境,而光伏发电板却有着及其稳定的性能和质量。在国内,一般的光伏电站使用寿命已经可以达到25-30年。何况是运用在航空航天中的高效光伏电池板,其质量和性能必然有更大的保障。 

嫦娥四号登陆月背,这个缓冲拉杆很重要

月球背面就像一个“盾牌”,为地球挡住了陨石的直接撞击。月球背面陨石坑的数量远远多于正面,而且月面布满沟壑、峡谷、悬崖,平坦区域极少,这为嫦娥四号探测器月球背面软着陆以及月面巡视带来了巨大挑战。

科研人员介绍,嫦娥四号探测器着陆时,将面临4条主着陆腿着陆时间不一、冲击力分布不均带来的巨大风险,在极端条件下部分拉杆将承受更为强烈的冲击拉伸。因此,拉杆必须高效、可靠、稳定地发挥吸能作用。同时,由于着陆机构的整体重量受到严格约束,拉杆须在有限的体积、尺寸、重量和塑性变形条件下吸收尽可能高的能量。因此,拉杆材料必须具备极高的拉伸塑性、适中的抗拉强度和稳定的力学响应行为。同嫦娥三号一样,拉杆被确定为嫦娥四号着陆系统的关键重要件。

声光可调滤光器实现了强背景下的弱光信号检测

可见光声光可调滤光器和短波红外声光可调滤光器,用于“嫦娥四号”巡视器红外成像光谱仪实现了国内声光器件在航天领域的首次应用。

声光可调滤光器具有坚固、紧凑、无可移动部件等特点,大幅减小了巡视器平台的体积、重量,具有很好的光谱重复性和自定标特性,易于控制和集成,实现了强背景下的弱光信号检测,可提供随机波长采样。相较于传统的分光元件, 声光可调滤光器非常适合在深空探测中使用。它将帮助巡视器红外成像光谱仪同时获取月球表面近距离可见、短波红外波段光谱数据和精细的几何图像数据,实现了月球表面环境下的可靠工作。

激光测距

激光三维成像

定向天线连接卫星

两器互拍

(部分资料来源于网络)

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