周三. 6月 3rd, 2020

“嫦娥计划”十三年来星夜兼程,即将实施月球采样返回

我国今年计划在今年晚些时候发射嫦娥五号并携带月球样本返回地球。嫦娥五号巡视器月球任务定于今年晚些时候发射。这个项目代表了我国嫦娥探月计划“绕、落、回”的第三阶段:从月球表面采样返回。嫦娥五号的候补着陆区是位于北大洋原(“风暴洋”)的蒙斯朗克山。该地区地质复杂,以火山活动著称。

2019年,就在我国发射第一艘月球飞船执行轨道任务10年后,完成了一项前所未有的任务:将嫦娥四号登陆器降落在月球的另一边。以下简单梳理2009年以来的我国探月任务以及随后启动的嫦娥五号预计将完成的开创性任务。

嫦娥一号于2007年10月发射升空,为期16个月,任务是绘制月球地图。航天器仔细观察了月球表面,分析了月表物质的成分和深度,还观察了周围环境。这次任务完成了所有的目标,飞行控制人员在2009年3月2日控制飞船撞上了月球,标志着嫦娥一号任务的圆满结束。

嫦娥二号是我国第二次探月任务,于2010年10月1日发射升空。它传回了整个月球表面的高分辨率地图,并拍摄了彩虹湾的特写照片,当时的任务规划人员建议,他们可能会放下该国的第一艘登陆器。2012年4月,嫦娥二号离开月球附近,并于2012年12月飞略抵达小行星4179 Toutatis。

嫦娥三号是中国第三次探月任务,实现了第一次无人登月。它于2013年12月14日在一个后来被称为“广寒宫”的地方安全着陆。嫦娥三号利用光学望远镜从月球表面的高处拍摄夜空图像,并发回周边地区以及月球车“玉兔”的图像。2015年还发现了一种新的玄武岩。

嫦娥三号最著名的是它的月球车“玉兔”号的部署,这是自1976年以来首次部署在月球上的月球车。2013年12月14日,玉兔号出海后,拍摄了许多照片和全景图,并将它们送回地球,展示了周围的环境。这辆漫游车在几天内运行良好;直到2014年1月,当它熬过漫长的月夜而从睡眠模式中恢复过来后,似乎所有的漫游活动都停止了。但探测器一直传输数据到2015年。

2014年10月,我国启动了第一次往返月球的测试飞行,称为嫦娥五号试验一号任务。这次任务的目的是测试航天器的隔热板、制导、导航和控制等性能。为未来的嫦娥五号采样返回任务做准备。该航天器还搭载了卢森堡LuxSpace和英国Pocket航天器的一些小型卫星。

2014年10月31日,嫦娥五号试验一号在蒙古安全着陆。与此同时,服务舱仍在太空中,为未来的嫦娥五号任务进行交会测试,预计将把月球样本带回地球。原计划在2019年底发射“嫦娥五号”,由于运载火箭的缘故而推迟至2020年。

由于在月球远端着陆需要通信卫星,我国于2018年5月20日向月球发射了“鹊桥”中继卫星。月球的远端永远远离地球,因此鹊桥卫星充当了嫦娥四号任务传回地球的图片和数据的中继站。卫星定位在一个称为地月拉格朗日点-2的引力稳定点上,距月球约64000公里。

2019年1月2日,当嫦娥四号在月球远端安全着陆时,它实现了人类历史上首次月球背面的着陆任务。飞船组合体降落在冯·卡曼陨石坑,并用下降照相机拍摄了它缓慢着落的照片。登陆器和它的探测器一起工作,以了解更多关于月球的辐射环境,表面和地下的情况。此外,此次任务还进行了射电天文学以及一个小型生物圈的有趣实验。

早期从“嫦娥四号”拍摄的月球远端图像显示,在着陆后的几周内,将会有一个多尘的环境受到严格的检查,这次任务是用月球车“玉兔2号”进行的探索。总的来说,远侧的环境比近侧更为崎岖,亿万年来,因为潮汐侵蚀一直在侵蚀月球的近侧,并使那里的地貌变得平坦。然而,在遥远的那一边有足够安全的区域适合登陆月球。

前苏联成功地执行了三次月球样本返回机器人任务。1970年9月,月球16号采样并返回了一个小样本(101克);1972年2月,月球20号带回了55克土壤;月球24号收集了170.1克月球样本,并于1976年8月返回地球。美国的探月任务则带回了更多的月球材料。1969年到1972年,阿波罗六次登月任务在月球表面的不同着陆点收集了约382公斤的月球样本,包括岩石、核心样本、月球土壤和尘埃。

嫦娥五号任务主要由四个部分组成:轨道器、上升器、着陆器和地球再入舱,其中将包含高达2公斤的月球表面和地下样品。上个月,中国科学院国家天文台在月球和行星科学会议(LPSC)上发表了一篇论文,详细介绍探月计划中地面研究应用系统的主要任务(GRAS)。

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