月背“軟著陸” “嫦娥”硬功夫

近處是一大片土地,淡黃中透著幾分褐色,致密的紋理在陽光的照射下顯得分明;稍遠(yuǎn)處是一個近乎圓形的凹陷,其隱約可見的底部似乎隱藏著來自遠(yuǎn)古的秘密;遠(yuǎn)處的地勢略有起伏,如我們常見的小丘陵一般從左向右橫亙在那里;小丘陵之外一片虛無之境,只能看到漆黑神秘的天空。
這張圖片看似普通平常,然而,它可能是在新年鐘聲的余韻中,呈現(xiàn)在地球人面前最具有藝術(shù)氣息、最令人感動的一張圖片。它拍攝記錄的是馮·卡門撞擊坑的景象,那是位于距離地球約40萬公里月球背面一個叫作艾肯特盆的地方??缭铰鞒獭⑴南逻@張圖片的“攝影師”是人類的月球使者嫦娥四號探測器。1月3日10時26分,它以完美的驚鴻一落,創(chuàng)造了人類探測器首次月背軟著陸的歷史。而后,它輕輕“按”下快門,拍攝下第一眼“看”到的景象,通過鵲橋中繼衛(wèi)星,將其傳輸回地球。
頃刻間,這張照片通過各種傳播方式呈現(xiàn)在人們面前,其記錄的景象成為我們這顆藍(lán)色星球上傳播最快、最廣的畫面之一。人們從中不僅零距離領(lǐng)略到月球背面特有的景致,感受到那個天地間別樣的蒼涼與寂寥,而且深深震撼于人類航天科技所達(dá)到的精度與高度。月背零距離首照見證的既是造化之手雕琢出的大自然之美,又是人類智慧演繹的科技之美和藝術(shù)之美。在這個寒冷的冬季里,它以一種特有的方式溫暖著我們的心。
蒼茫一去40萬公里
為了月背完美軟著陸那一刻,中國“嫦娥”努力了多少年?這其實不是一個容易回答的問題,因為奔月實在是一個遠(yuǎn)古就有的東方夢想。“歲月不居,時節(jié)如流。”東方夢想在斗轉(zhuǎn)星移之間逐漸照入現(xiàn)實。隨著中國探月計劃于本世紀(jì)初立項啟動,嫦娥一號、二號、三號探測器陸續(xù)升空,接連實現(xiàn)了繞月、撞月探測,月面正面虹灣地區(qū)軟著陸等探測任務(wù)。
作為嫦娥三號的備份星,嫦娥四號探測任務(wù)被確定為實現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸。2018年5月21日,嫦娥四號中繼星“鵲橋”于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號丙運載火箭發(fā)射升空。之后,其順利進入距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道,成為世界首顆運行在該軌道的衛(wèi)星。6個多月后,嫦娥四號發(fā)射升空,奔月之旅正式拉開大幕。此后,僅經(jīng)過一次軌道修正,嫦娥四號就順利運行至月球附近。
2018年12月12日,測控中心對其實施近月制動,成功實現(xiàn)了太空精準(zhǔn)“剎車”,嫦娥四號被月球引力捕獲,進入環(huán)月軌道運行。12月30日,飛行控制中心對嫦娥四號實施降軌控制,使其進入近月點高度約15公里、遠(yuǎn)月點高度約100公里的預(yù)定月球背面著陸準(zhǔn)備軌道。
至此,嫦娥四號飛越了約40萬公里漫漫旅途,順利進入軟著陸備戰(zhàn)狀態(tài),為驚鴻一落做好了充分準(zhǔn)備。全球航天愛好者都屏氣凝神,等待其月背著陸、創(chuàng)造人類月球探測歷史的那一刻。
精準(zhǔn)實現(xiàn)月背“盲降”
嫦娥四號完美月背軟著陸已成為探月史上的經(jīng)典。此刻,當(dāng)我們回首整個軟著陸過程時,大可以帶著幾分輕松與愜意,然而彼時又克服了怎樣的困難呢?
首先,地形險要、起伏不定,使軟著陸面臨“一失足成千古恨”的風(fēng)險。中國科學(xué)家綜合科考價值和太陽光照射情況,為嫦娥四號精挑細(xì)選了預(yù)定著陸區(qū),即位于月背南極艾肯特盆地的馮·卡門撞擊坑,雖然該地是相對平坦的盆地中的“坑”,但是月球背面整體上地勢高低起伏不定,盆地區(qū)域內(nèi)部環(huán)境仍然復(fù)雜多樣。用中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁的話來概括,嫦娥四號軟著陸就好像在崇山峻嶺的云貴川地區(qū)著陸一樣,難度可想而知。為了以防萬一,科學(xué)家將距離馮·卡門撞擊坑不遠(yuǎn)的克雷蒂安撞擊坑確定為備選著陸區(qū)。
其次,通信延遲、近乎盲降,使軟著陸地面控制實際上失去了及時干預(yù)能力。對于月面軟著陸,中國航天人其實并不陌生。2013年,嫦娥三號就曾在月球虹灣地區(qū)完美實施過。但是,那次嫦娥是在月球正面的虹灣地區(qū)實施的軟著陸,地面控制系統(tǒng)尚且可以直接完成與其通信,進行干預(yù)指導(dǎo)。這次月背軟著陸,地面控制中心必須通過鵲橋中繼星與其實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,較長的通信時間延遲使得對于情況瞬息萬變的著陸過程進行干預(yù)指導(dǎo)變得無比困難,對于地面來說,嫦娥四號的落月事實上就是一場自主、自助的“盲降”。
