迄今為止,人類已勇闖深空315次,探索的足跡遍布太陽系各個角落。其中,月球探測就占了135次。
自2004年以來,我國月球探測共實施9次發射,均獲得成功。雖然戰無敗績,中國科學院院士、中國航天科技集團有限公司科技委副主任、中國探月工程四期總設計師于登云卻直言“壓力比較大”,因為整個探月工程任務還沒有完成,科研團隊依然要非常小心。
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從嫦娥四號實現人類首次月背軟著陸,到嫦娥六號實現人類首次月背采樣返回;從圓滿完成“繞、落、回”三步走目標,到探月工程四期任務全面推進,中國深空探索的腳步邁向更遠,愈發堅實。
在近日舉辦的第十二屆“魅力之光”全國核科普夏令營上,于登云院士介紹了“嫦娥家族”,并將每一位成員的“特長”娓娓道來。
嫦娥一號,作為我國探月的先驅,其發射設計飽含著科學家的慎重考慮。為了確保安全,嫦娥一號在發射后繞地球轉了三圈才奔向月球,因此地月飛行時間相對較長。但正是在這次飛行中,嫦娥一號獲取了我國第一幅高精度的全月圖,分辨率達到120米。“盡管分辨率不算高,但它在中國航天發展史上留下了深刻的印記。”于登云說。
2010年10月1日,嫦娥二號月球探測器成功發射。它在環月軌道上對全月球進行了高精度立體成像,并對嫦娥三號預選著陸區進行了分辨率優于1.5米的詳查。更重要的是,嫦娥二號首次實現了“一探三”的壯舉。
“嫦娥二號對月球預選著陸區進行探測以后,又從月球軌道起飛,到達距離地球150萬公里的日-地L2點,開展環繞L2點的空間探測。經過幾個月探測后,它又整裝出發,飛抵距離地球約700萬公里的深空,對編號為4179的圖塔蒂斯小行星實現了飛躍探測。”于登云介紹,由此,中國成為世界上第三個實現日-地L2點和小行星探測的國家。同時,嫦娥二號將月球圖像的分辨率提升至7米,開啟了月球探測的新篇章。
嫦娥三號實現了月球正面著陸探測,它采用了全自主避障的技術,成為我國第一個實現月球軟著陸的無人登月探測器。
在2019年之前,月球正面已經迎來了人類和不少探測器,但只有嫦娥四號在月球背面實現了軟著陸。“探測器到月背去,必須要用到中繼星。因為它是月球背面和地球的‘橋梁’,可以支持探測器在月球背面著陸和巡視探測。”于登云說。
嫦娥四號還有一個特點,就是用了同位素熱源。為什么要用同位素熱源呢?
采用太陽能電池板和充電電池組合,是很多月球探測器的基本配備。在月球白天,月球上太陽能極其充沛,太陽能電池板可支持系統正常工作。“但是,漫長的黑夜將導致巡視器無法繼續工作,只能‘蓋被子睡覺’。”于登云解釋。于是,科研團隊提出了用同位素發熱的設想,在同位素發熱后將熱量轉變為電能,而這項技術的成功使中國成為第三個掌握同位素熱源和電源空間應用的國家。
嫦娥五號執行對月球的著陸采樣返回任務,它“挖土”歸來,歸家“心切”。“嫦娥五號把樣品采回來后,會以每秒11.2公里的速度,從月球軌道進入地球大氣。為了確保嫦娥五號減速,我們在受到‘打水漂’游戲的啟發后,在其距離地球5000公里時,就將艙器分離,使返回艙從大氣層進入,再彈跳出大氣層,再進入大氣層,最終實現了減速。”于登云說,當時很多老專家都覺得該設想很難實現,但科研團隊僅用了一次實驗,就證明了其可行性。
嫦娥六號也有自己的獨特之處,它實現了人類首次月背采樣返回,共采集月球樣品1935克。
在于登云對“嫦娥奔月記”通俗易懂的介紹中,在場的同學們深刻感受到了中國航天人不斷探索、勇于創新的精神。
第十二屆“魅力之光”全國核科普夏令營由生態環境部(國家核安全局)、國家原子能機構、國家能源局、中國科協、中核集團指導支持,中國核學會與中國核電聯合主辦,廈門大學與漳州能源承辦。
隨著夏令營活動結束,為期4個月的第十二屆“魅力之光”活動落下帷幕。今年以來,“魅力之光”活動邀請了中國科學院院士葉國安、于登云,中國工程院院士杜祥琬、樊明武、王玉明等科學家為中小學生作科普報告,向孩子們介紹“兩彈一星”精神、弘揚“科學報國”傳統。
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