一年多来,嫦娥四号通过地形相机、着陆相机、低频射电频谱仪、月球表面中子和辐射剂量探测器、全景相机、月球雷达、红外成像光谱仪、中性原子探测器等科学载荷,取得了一系列原创性科学成果。安装在着陆器和月球车上。
嫦娥四号着陆器
如发现个别勘探地点的矿物成分主要为橄榄石和低钙辉石,对揭示月球南极附近艾特肯盆地的地质演化和月球地壳早期演化具有重要的科学价值。9月白天发现不明胶状物质,找到了确认月球幔源物质的初步证据。
与科研成果同等重要的是,嫦娥四号工程技术的突破,通过载荷数据重构了嫦娥四号的月球着陆轨迹图,进一步验证了月球背面小范围崎岖复杂地形下的柔性机动避障安全着陆技术,为全月到达能力建设奠定了坚实基础;国内首次研制并应用同位素电源,为嫦娥四号不断刷新月球生存记录提供设备支持;突破了地月L2点halo任务轨道的设计、控制和维护技术,鹊桥中继卫星的成功部署为首次及后续月球背面探测创造了条件。
玉兔二号月球车
至于玉兔二号,它每天都在月球背面“赚”,因为它每天都在刷新人类月球车的工作时间记录。唤醒日,嫦娥四号迎来了登陆月球背面的第500天。
人类一共部署了7辆月球车。苏联月球车1号是工作时间的前纪录保持者,但这一纪录早在去年11月就被玉兔2号月球车打破了。
月球车一号的运行时间纪录已经被玉兔二号打破。
截至目前,玉兔二号月球车已经行驶了447.68米,距离嫦娥四号着陆器292米。但玉兔二号在第18个月进入白天工作期,将与以往有很大不同。本月白天工作期间不再移动,只能进行原地探测。为什么?
因为中国航天正在加快另一个重大项目,玉兔二号月球车需要为其让路。这个项目是中国第一个独立的火星探测任务。在两个多月的时间里,将一步一步环绕火星的“田文一号”飞船将乘坐长征五号丁运载火箭发射L 空。
田文1号火星探测任务
目前,搭载长征五号-四型运载火箭的王源21和王源22两艘船正驶向海南文昌。预计他们将于5月20日抵达清澜港,田文一号飞船也已于4月10日抵达海口机场。
中国航天是一个团结互助的大家庭。田文一号任务不同于中国以往任何一次航天发射,其测控通信距离可达4亿公里,这对deep 空通信任务的能力提出了更高的要求。因此,有必要对地面通信设施进行改造。
玉兔二号行车路线图
由于玉兔二号月球车在此期间通信资源有限,为保证探测器安全运行,在此期间将进行原位探测,次月天亮后进行巡视探测,也就是说玉兔二号一个月不能动。
玉兔二号最新拍摄的嫦娥四号着陆器
问题来了。是因为深空多目标测控能力不足,所以需要玉兔二号让路吗?
不,嫦娥探月是中国深空空探测工程的开始。从项目开始,未来的deep 空探索之路就已经有了长远的布局。在嫦娥二期探月工程中,我们已经通过嫦娥三号任务建成了全球深部空监测网,分别在喀什、佳木斯、阿根廷部署了三个深部空监测网。
佳木斯申空测控站
不仅测控距离更远,多目标测控能力也显著增强。嫦娥四号是目前曝光率最高的月球探测器。然而,事实上,嫦娥四号并不是中国唯一仍在运行的月球任务探测器。
目前,中国的月球任务探测器仍在运行,包括嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车、鹊桥中继卫星、嫦娥三号着陆器和嫦娥五号T1服务舱。总共有五个月球任务探测器。
deep 空多目标测控能力显著增强。
在去年嫦娥四号任务开始时,中国的月球任务探测器规模创下新高。除了上述5颗探月任务探测器,还有一颗由哈工大研制的龙江二号月球轨道卫星,这意味着我们具备了同时运行6颗深空空飞船的测控能力。玉兔二号让位于田文一号,不是因为多任务测控能力不足,而是因为整个deep 空测控网的适应性改造升级。
喀什TT&C站新建了3个35口径TT&C天线,将与原有的35米天线组成纵深空 TT&C天线阵。位于天津武清的70米口径高性能接收天线GRAS 4号近日完成反射面整体吊装。
距离田文一号宇宙飞船发射还有两个多月的时间。有时间吗?
天津武清70米高性能接收天线GRAS 4号
今年7月23日是田文1号火星飞船的第一个发射窗口。点火上升空后,飞船进入地火转移飞行,明年2月21日与火星交会,进入绕火轨道,历时近7个月。
喀什站的deep 空天线阵已在新建的两个天线设施中完成,玉兔二号近期的测控升级很可能与之有关。晚了一点的GRAS-4 70米口径高性能接收天线也将在今年10月具备火星飞船的测控能力,完全来得及。
喀什天线阵
在从田文一号飞往火星的途中,长征五号远程运载火箭还将在今年10月发射嫦娥五号月球采样飞船。飞船将在月球轨道空之间形成三到四个飞船目标,分别是推进服务舱和返回舱的组合体、月球着陆器、上升器。这意味着,深空空测控网将在月球和火星的左右两侧开弓,多个目标。
放眼未来,多目标深空空测控也将“司空见惯”,且不考虑未来将要发射的小行星探测器和太阳探测器,仅以嫦娥七号为例,飞船就有轨道器、中继星、着陆器、飞越探测器、侦察巡视器五个航天器目标,形成天地一体的探月网络。
嫦娥七号
随着deep 空 TT&C能力的不断增强,我们也可以向国际社会介绍TT&C的服务产品。比如印、以等国发射的deep 空飞船,现在完全依赖美国NASA的deep 空 TT&C网络。届时,我们还可以提供媲美NASA的deep 空 TT&C服务。
中国航天由大变强的标志,不仅是长征五号、嫦娥四号、田文一号、天宫空站和新型载人飞船这些看得见摸得着的硬实力,更是深空 TT&C是系统能力增强的显著标志,航天器寿命也在不断上升。发射六年多的嫦娥三号着陆器仍然处于工作状态,这是很多人没有想到的。正是基于以上能力,我们才有信心推出使用寿命更长的嫦娥七号。
六年多前登陆月球的嫦娥三号着陆器仍在工作。
到今年下半年嫦娥五号登月时,中国探月任务飞船规模将再创新高,包括:嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车、嫦娥三号着陆器、鹊桥中继卫星、嫦娥五号月球着陆组件、嫦娥五号轨道返回组件和嫦娥五号T1服务舱。
嫦娥五号今年将给我们带来真正的月壤。
而这仅仅是开始。到2028年就更不可想象了。随着以嫦娥七号、嫦娥八号为代表的无人月球探测器和载人登月工程的实施,多艘飞船共同探索月球的画面将更加生动。与此同时,小行星-彗星探测器也在Tai 空中行进,火星采样返回任务又是一次史诗级的人类首次。届时,太阳系边缘探测器也将踏上征程…