【環(huán)球時(shí)報(bào)記者 馬俊】2018年12月8日02時(shí)23分,搭載嫦娥四號月球探測器的長征三號乙運(yùn)載火箭順利升空,“嫦娥”再次開啟耗時(shí)約半個(gè)月的“奔月之旅”。與之前“奔月”的姐妹們不同,這次嫦娥四號瞄準(zhǔn)的是人類探測器從未抵達(dá)過的月球背面,“不論是探地形還是探月壤成分,嫦娥四號都是代表人類第一次獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)”,嫦娥四號探測器項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)張熇如此說。
人工智能協(xié)助發(fā)射
據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解,這是長征三號甲系列運(yùn)載火箭第五次執(zhí)行探月工程發(fā)射任務(wù),此前這款中國的金牌運(yùn)載火箭家族已成功將嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)器送入預(yù)定軌道,可以稱得上是嫦娥奔月的“專屬列車”。
不過這次嫦娥四號奔赴月球背面,對發(fā)射提出了更高要求。據(jù)金志強(qiáng)總指揮介紹,為滿足嫦娥四號進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)約42萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道的入軌精度要求,嫦娥四號任務(wù)火箭設(shè)計(jì)入軌精度相比嫦娥三號提高了30%以上。此外這次發(fā)射每天有兩個(gè)發(fā)射窗口,其中第一個(gè)發(fā)射窗口有效寬度2分鐘,46分鐘后進(jìn)入第二個(gè)發(fā)射窗口,窗口寬度僅1分鐘。為確?;鸺梢栽诎l(fā)射窗口要求時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)發(fā)射,研制團(tuán)隊(duì)對軌道設(shè)計(jì)和產(chǎn)品可靠性都進(jìn)行大量改進(jìn)。
值得一提的是,當(dāng)前熱門的人工智能技術(shù)也融入運(yùn)載火箭的智慧化發(fā)射中。據(jù)介紹,研究團(tuán)隊(duì)通過大數(shù)據(jù)和智能搜索技術(shù),輸入火箭整個(gè)生命周期中的多次試驗(yàn)和故障數(shù)據(jù)記錄,自動記憶并學(xué)習(xí)故障高發(fā)薄弱環(huán)節(jié),結(jié)合專家系統(tǒng)等推理工具,克服高密度發(fā)射期人員頻繁更換、現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析時(shí)間長等缺陷,有效提高數(shù)據(jù)分析的深度與準(zhǔn)度,最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭智慧化發(fā)射監(jiān)測。
太空等待的“鵲橋”
在漫長的“奔月之旅”中,“嫦娥”在浩瀚的太空中也并不“孤單”——一位專一的“情郎”已經(jīng)跨越幾十萬公里路程,在深空中等待著。這就是6個(gè)月前發(fā)射的嫦娥四號中繼星——“鵲橋”。據(jù)介紹,嫦娥四號探測器要到月球背面安家落戶,首先遇到的就是它與地球不僅相隔遙遠(yuǎn)的地月距離,而且還要隔著通信信號無法穿透的月球。為保障地球與月球背面之間的通信聯(lián)系,讓嫦娥四號與地球之間的數(shù)據(jù)傳輸不受阻擋,2018年5月21日,通信中繼星“鵲橋”奔向太空,前往位于月球至地月拉格朗日L2點(diǎn)的預(yù)定軌道,開始搭建地月信息聯(lián)通“鵲橋”的航程。
在這半年中,“鵲橋”會經(jīng)歷一段沒有光照的日子。專家透露,沒有太陽照射的時(shí)候,陰影區(qū)的溫度是零下200攝氏度左右,最冷的地方將達(dá)到零下230攝氏度,在如此嚴(yán)寒下,“鵲橋”在太空中需要經(jīng)歷嚴(yán)酷的考驗(yàn)。為了使它在“冰窖”似的環(huán)境里不被“凍壞”,研制中,科技人員除了采用特殊的材料外,還進(jìn)行了大量的極端環(huán)境下的試驗(yàn),有效保證了這些天線能夠應(yīng)對嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)。
為迎接嫦娥四號的到來,2018年11月9日至11月23日,研制人員對“鵲橋”中繼星進(jìn)行了一次在軌的“體檢”。“體檢”報(bào)告顯示,“鵲橋”非常健康!
為探察月球背面而“脫胎換骨”
許多航天迷都知道,嫦娥四號原先是嫦娥三號的備份星,但據(jù)抓總研制嫦娥四號探測器的航天科技集團(tuán)五院(以下簡稱“五院”)的科研人員介紹,在嫦娥三號圓滿完成任務(wù)后,嫦娥四號被賦予了新的擔(dān)當(dāng)——實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。為此嫦娥四號已經(jīng)“脫胎換骨”,成為全新的航天器。
據(jù)介紹,嫦娥四號任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)都是在月球背面完成的,包括實(shí)現(xiàn)月基低頻射電天文觀測,月球背面巡視區(qū)形貌、礦物組份探測和月球背面巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)探測。月球背面沒有來自地球的無線電波的干擾,是進(jìn)行射電天文觀測的最佳場所,如果能利用這一自然地形架設(shè)無線電望遠(yuǎn)鏡,就好像把“天文臺”搬到了月球背面。嫦娥四號著陸器在月球背面軟著陸后,將開展月基低頻射電天文觀測研究,預(yù)期還可以獲得一批原創(chuàng)性的科學(xué)成果。“因?yàn)闆]有別的探測器到過月球背面,所以不論是探地形還是探月壤成分,應(yīng)該都是人類第一次獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)”,嫦娥四號探測器項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)張熇說。
嫦娥三號著陸區(qū)是月球正面的虹灣。那里布滿了月海玄武巖,地勢較為開闊、平坦,位于大型撞擊坑、月海、高地(山脈)交匯地區(qū),有利于科學(xué)勘察目標(biāo)的選擇,當(dāng)然也有利于與地球的通信聯(lián)系。據(jù)嫦娥四號探測器副總師吳學(xué)英介紹,嫦娥四號的主著陸區(qū)為月球背面靠近南極一個(gè)叫馮·卡門撞擊坑的地方,這里著陸區(qū)面積比虹灣地區(qū)小了許多,因?yàn)樵虑虮趁嫔椒辶至ⅲ罂犹仔】?,很難找出再大一些、平坦一些的地方,供嫦娥四號安身。因此,嫦娥四號著陸器在凸凹不平“巴掌大”的地方軟著陸,需要具有比嫦娥三號更準(zhǔn)確的著陸精度。
