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①2019年1月3日上午10点26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆,首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。

②嫦娥四号原是嫦娥三号的备份星,它的设备结构基本不变,仍分为着陆器和巡视器两部分。但是因为嫦娥四号与嫦娥三号科学目标差异很大,加上着陆点选在月球背面,针对不同地质条件,嫦娥四号也进行了针对性改进,其中最主要的是装载了几台国外科学载荷,例如,德国月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典中性原子探测仪。中子与辐射剂量探测仪,它能探测着陆区的辐射剂量,为未来的载人登月航天员的危险度进行前期评估,提供相应辐射防护的依据。中性原子探测仪,对于解决太阳风与月表相互作用机制、月表逃逸层的形成和维持机制等关键科学问题有着重要的意义。

③中国嫦娥探月工程无人月球探测,分为“绕、落、回”三个阶段。那么,嫦娥四号是如何降落在月球背面的呢?2018年12月8日发射后,嫦娥四号很快达到了第二宇宙速度,直奔月球而去。12月12日来到了月球附近, 12月30日,在地面工作人员的遥控下,嫦娥四号又实施“太空刹车”,并成功被月球的引力捕获,进入距月面平均高度约100公里的环月轨道。经过约38万公里、26天的漫长飞行,嫦娥四号成功进入距月面15公里的落月准备轨道,为择机着陆做准备。

④1月3日上午,北京航天飞行控制中心大厅内,随着现场工作人员一声令下,嫦娥四号探测器从距离月面15公里处实施动力下降,由于月球上没有空气,只能采用火箭发动机反推的方式徐徐下降,探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。动力学下降阶段可分为以下步骤:首先,通过主减速阶段使嫦娥四号轨道速度降低,并下降至8公里的高度;接着,在6公里到8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;然后,在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;在选定相对平坦的区域后,开始缓速垂直下降;最终,在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下,一吨多重的探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区。

⑤在降落到目标区域后,着陆器和巡视器组合体要完成一系列步骤:着陆器太阳能帆板打开,着陆器转移机构解锁展开,巡视器太阳帆板、桅杆展开,巡视器移动到着陆器转移机构上,着陆器转移机构解锁、下降,巡视器从着陆器转移到月面,完成两器互拍后分别展开探测工作。

⑥嫦娥四号的着陆点位于月球背面南极的冯·卡门环形山,冯·卡门环形山是一座巨大的古撞击坑,直径大约180公里,形成于约45.5亿-39.2亿年前,以著名的匈牙利裔美籍工程师西奥多·冯·卡门的名字命名。在刚刚形成的时候,冯·卡门环形山内曾经流淌着岩浆,导致南部区域非常平坦。冯· 卡门环形山位于比它更大的艾特肯盆地中,该盆地直径大约2500公里,深13公里,从坑底最深处到最高处落差大约16公里,这是太阳系内已知的最大、最古老的撞击坑。其90%的面积都分布在月球背面,只有一小部分在月球正面。该盆地保存了原始月壳的岩石,收集这个区域岩石的数据可以帮助科学家们更好地理解月球的组成,具有极高的科学研究价值。

(链接材料)

2006年2月10日,月球探测标识“月亮之上”,在网民投票中一举夺冠。

图示解说:该标识以中国书法的笔触,抽象勾勒出一轮圆月,一双脚印踏临其上,圆弧的起笔处自然形成龙头,落笔的飞白是一群和平鸽,图形整体呈蓝色。

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