【卫星工程系列】嫦娥四号
2018年10月25日,中国国防科工局探月与航天工程中心和中科院月球与深空探测总体部联合组织召开嫦娥四号任务科学研讨会。12月8日2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。12月12日16时45分,嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了近月点约100公里的环月轨道。12月30日8时55分,嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制,顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。

2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内(东经177.5991°,南纬45.4446°),实现人类探测器首次月背软着陆。同日11时40分,嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器在月球背面拍摄的第一张图片。接着,嫦娥四号任务月球车命名为“玉兔二号”。随后,嫦娥四号探测器相继完成了中继星链路连接、有效载荷开机、两器分离、巡视器月午休眠及唤醒、两器互拍等任务。1月11日,嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器正常工作,在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍,地面接收图像清晰完好,中外科学载荷工作正常,探测数据有效下传,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,中国探月工程取得“五战五捷”。1月14日,嫦娥四号着陆器和玉兔二号都陆续进入了休眠。3月30日18时14分,嫦娥四号探测器正常唤醒,中继前返向链路建立正常,平台工况正常。

2020年11月10日3时12分和11月9日10时17分结束月夜休眠,受光照自主唤醒,迎来第24月昼。11月22日,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器(也称“月球车”)完成第24月昼工作,进入月夜休眠。随后,嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆器分别于2022年7月5日19时14分和7月6日6时整完成休眠设置,完成第44月昼工作,进入第44月夜休眠。月球车累计在月球背面行驶里程1239。88米。2023年,中国国家博物馆正式将重庆大学嫦娥四号任务生物实验载荷罐样机(简称“生物实验载荷罐”)列入收藏件【国博收藏(总第001193号)】,向公众展示并开放参观。

2024年2月2日,探月工程四期中继星(鹊桥二号卫星)空运抵达海南美兰国际机场,随后通过公路运输方式运送至中国文昌航天发射场。鹊桥二号作为一颗中继通信卫星,主要用于转发月面航天器与地球之间的通信。后续按计划进行发射前各项测试准备工作,鹊桥二号还要接力鹊桥号,为在月球背面探测的嫦娥四号和玉兔二号提供中继通信服务。4月6日,鹊桥二号中继星成功与在月球背面开展探测任务的嫦娥四号完成对通测试。后续,鹊桥二号中继星会按计划为嫦娥四号任务提供中继通信服务,并择机开展相应科学探测。

近60年来,世界各国先后开展过110多次探月活动,成功实施了数十次无人探月和载人登月,获得大量关于月球地形地貌、元素分布、重力场、磁场等科学信息。但是,对月球背面的探测成果非常有限,前苏联和美国曾利用绕月探测器进行月背地形观测和影像绘制,然而还没有探测器能够在月球背面着陆,月背探测犹如隔着一层面纱,始终未能深入。
月球背面探测具有重要的科学价值,让科学界孜孜以求。一方面,月背地质情况与月面不同,研究月背地质演化历史对理解月球形成、地月系初期历史和月球深层次构造具有重要意义。
另一方面,从月背开展电磁波天文观测可以获得人类从未接触过的信息,将揭露丰富的科学内容。月球背面避开了地球表面的电磁干扰,成为非常理想的宇宙低频射电观测场所,为研究太阳、行星及太阳系外天体提供可能,也将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。
为什么没有国家登陆月球背面?因为难度很大。为什么“嫦娥四号”一定要挑战月背着陆?因为还没有人去过,为了探索未知,“没有人去过”就是挑战的理由。
探月工程十年磨剑,“嫦娥一号”绘制形成全月地形影像图和三维立体图,探测清楚月球外围空间环境以及月表岩石的成分、类型和分布;“嫦娥二号”完成7米分辨率的全月球数字影像图和三维立体图,探访日地拉格朗日点;“嫦娥三号”成功实施月球着陆开辟我国月球“巡天、观地、测月”的历史。在一次次探月任务的积累和前行中,经过一轮轮漫长而艰苦的反复论证和严谨试验,“嫦娥四号”瞄准登陆月背,跨出人类新的一步。
