
南極-艾特肯盆地的地形圖復雜程度遠超其他地方,圖中標注處即馮·卡門環(huán)形山(圖修改自:Garrick-Bethell and Zuber)
為了成功著陸并釋放月球車探測,所克服的難度和意義可想而知。
看點六:為什么四天就到月球,還遲遲不著陸?
嫦娥四號早在12月8日就出發(fā),使用了我國目前深空探測的最強火箭長三乙改III型。3.8噸重的它僅花了4天14時16分就完成了發(fā)射、軌道校正、近月制動、進入工作軌道,是四次主要任務中最短的一個。但依然等到了2019年1月3日才進行著陸任務。
為什么需要這么長的時間呢?
是為了等待時機。
月球被潮汐鎖定,自轉與公轉相同,導致它的一天就是一年,一半是黑夜一半是白天。換做地球時間就是近14天交替的白天黑夜。在進入月球軌道后,嫦娥四號一邊測試儀器,一邊等待月球進入白天,畢竟它的主要能量來源是太陽能。

光線照射形成的影子,也是著陸時判斷地形的重要圖像參考(圖源:NASA)
另一方面,由于降落地點處于南極附近,它需要逐漸調整軌道傾角才能經(jīng)過這里,比較耗時。同時,也要等待太陽光照在月球的角度達到理想的狀態(tài),這樣所有的地貌都會有比較清晰的陰影,最大程度輔助光學設備選擇并定位著陸地點。
看點七:嫦娥四號著陸怎么“走位”?
由于降落的難度大大增加,嫦娥四號的著陸方式也將作出改動。由于著陸地的獨特地貌特點,它的避障需求遠高于其他著陸任務。

嫦娥三號和四號動力下降過程對比(圖源:李飛等)
可以看出,在進入準備階段后,嫦娥四號的軌跡不降反升,而后進入一個幾乎要實現(xiàn)長距離垂直下降過程,期間完成避障、懸停、精避障、緩速降落全過程,難度極大。這么一個復雜的“走位”,對自主導航制導與控制要求極高。
看點八:嫦娥四號的能量怎么來?
采用太陽能電池板和充電電池組合,是很多月球探測器的基本配備。在(月球)白天,月球上太陽能極其充沛,太陽能電池板充電,剩余電能儲蓄下來,所有系統(tǒng)正常工作。晚上能量不足,只能冬眠或降低工作強度。我國的嫦娥三號和玉兔號任務,以及蘇聯(lián)、美國諸多無人探測器,大都采用這個方案。

2013年12月2日發(fā)射的嫦娥三號和玉兔號月球車,它們能量主要依靠太陽能電池板(圖源:中國航天科技集團)
而在嫦娥四號上,中國將首次實驗自己的“核電池”技術。盡管它不是最主要的能量來源,但這個突破已經(jīng)意義重大。
