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(yáng)光的照射下顯得分明;稍遠(yuǎn)處是一個(gè)近乎圓形的凹陷,其隱約可見(jiàn)的底部似乎隱藏著來(lái)自遠(yuǎn)古的秘密;遠(yuǎn)處的地勢(shì)略有起伏,如我們常見(jiàn)的小丘陵一般從左向右橫亙?cè)谀抢?;小丘陵之外一片虛無(wú)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(dòng)的一張圖片。它拍攝記錄的是馮·卡門(mén)撞擊坑的景象,那是位于距離地球約40萬(wàn)公里月球背面一個(gè)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(lèi)的月球使者嫦娥四號(hào)探測(cè)器。1月3日10時(shí)26分,它以完美的驚鴻一落,創(chuàng)造了人類(lèi)探測(cè)器首次月背軟著陸的歷史。而后,它輕輕“按”下快門(mén),拍攝下第一眼“看”到的景象,通過(guò)鵲橋中繼衛(wèi)星,將其傳輸回地球。
頃刻間,這張照片通過(guò)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(huà)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(gè)天地間別樣的蒼涼與寂寥,而且深深震撼于人類(lèi)航天科技所達(dá)到的精度與高度。月背零距離首照見(jiàn)證的既是造化之手雕琢出的大自然之美,又是人類(lèi)智慧演繹的科技之美和藝術(shù)之美。在這個(gè)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(wàn)公里
為了月背完美軟著陸那一刻,中國(guó)“嫦娥”努力了多少年?這其實(shí)不是一個(gè)容易回答的問(wèn)題,因?yàn)楸荚聦?shí)在是一個(gè)遠(yuǎn)古就有的東方夢(mèng)想。“歲月不居,時(shí)節(jié)如流。”東方夢(mèng)想在斗轉(zhuǎn)星移之間逐漸照入現(xiàn)實(shí)。隨著中國(guó)探月計(jì)劃于本世紀(jì)初立項(xiàng)啟動(dòng),嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)探測(cè)器陸續(xù)升空,接連實(shí)現(xiàn)了繞月、撞月探測(cè),月面正面虹灣地區(qū)軟著陸等探測(cè)任務(wù)。
作為嫦娥三號(hào)的備份星,嫦娥四號(hào)探測(cè)任務(wù)被確定為實(shí)現(xiàn)人類(lèi)探測(cè)器首次在月球背面軟著陸。2018年5月21日,嫦娥四號(hào)中繼星“鵲橋”于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射升空。之后,其順利進(jìn)入距月球約6.5萬(wàn)公里的地月拉格朗日L2點(diǎn)的Halo使命軌道,成為世界首顆運(yùn)行在該軌道的衛(wèi)星。6個(gè)多月后,嫦娥四號(hào)發(fā)射升空,奔月之旅正式拉開(kāi)大幕。此后,僅經(jīng)過(guò)一次軌道修正,嫦娥四號(hào)就順利運(yùn)行至月球附近。
2018年12月12日,測(cè)控中心對(duì)其實(shí)施近月制動(dòng),成功實(shí)現(xiàn)了太空精準(zhǔn)“剎車(chē)”,嫦娥四號(hào)被月球引力捕獲,進(jìn)入環(huán)月軌道運(yùn)行。12月30日,飛行控制中心對(duì)嫦娥四號(hào)實(shí)施降軌控制,使其進(jìn)入近月點(diǎn)高度約15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)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(hào)飛越了約40萬(wàn)公里漫漫旅途,順利進(jìn)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(ài)好者都屏氣凝神,等待其月背著陸、創(chuàng)造人類(lèi)月球探測(cè)歷史的那一刻。
精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)月背“盲降”
嫦娥四號(hào)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(gè)軟著陸過(guò)程時(shí),大可以帶著幾分輕松與愜意,然而彼時(shí)又克服了怎樣的困難呢?
首先,地形險(xiǎn)要、起伏不定,使軟著陸面臨“一失足成千古恨”的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)科學(xué)家綜合科考價(jià)值和太陽(yáng)光照射情況,為嫦娥四號(hào)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(mén)撞擊坑,雖然該地是相對(duì)平坦的盆地中的“坑”,但是月球背面整體上地勢(shì)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(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁的話來(lái)概括,嫦娥四號(hào)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(wàn)一,科學(xué)家將距離馮·卡門(mén)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(shí)際上失去了及時(shí)干預(yù)能力。對(duì)于月面軟著陸,中國(guó)航天人其實(shí)并不陌生。2013年,嫦娥三號(hào)就曾在月球虹灣地區(qū)完美實(shí)施過(guò)。但是,那次嫦娥是在月球正面的虹灣地區(qū)實(shí)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(jìn)行干預(yù)指導(dǎo)。這次月背軟著陸,地面控制中心必須通過(guò)鵲橋中繼星與其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,較長(zhǎng)的通信時(shí)間延遲使得對(duì)于情況瞬息萬(wàn)變的著陸過(guò)程進(jìn)行干預(yù)指導(dǎo)變得無(wú)比困難,對(duì)于地面來(lái)說(shuō),嫦娥四號(hào)的落月事實(shí)上就是一場(chǎng)自主、自助的“盲降”。
