嫦娥抱玉免今晨奔月 本月中軟著陸 美俄後第3個登月國家

 
2013年12月2日1時30分，搭載著嫦娥三號的長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心發射升空。圖片來源：香港文匯報/新華社

「5、4、3、2、1，點火！」隨著地面指揮中心精確無誤的口令，今(2)日凌晨1時30分，運載著「嫦娥三號」探測器及「玉兔號」月球車的長征三號乙改進型火箭在西昌衛星發射中心順利升空，標誌著中國歷史性的探月工程正式展開。探測器飛行14天後，預定本月中在月球軟著陸，中國將成為繼美俄後第三個登月國家，並釋放「玉兔號」進行巡視探測勘察。

香港《文匯報》報導，據西昌衛星發射中心透露，嫦娥三號實現一次入軌，直接進入近地點200公里、遠地點約38萬公里的地月轉移軌道。這對火箭的發射精度提出了很高要求。

進入地月轉移軌道後，嫦娥三號將在軌飛行約5天，近月制動被月球捕獲，進入100公里的環月圓軌道。嫦娥三號奔月軌道與嫦娥二號類似，比嫦娥一號縮短了7天。飛行約4天後，變軌進入15公里至100公里的橢圓軌道；再飛行約4天後，從高度約15公里的近月點開始動力下降，進行軟著陸。之後，探測器將擇機釋放月球車，著陸器將開展為期1年的就位探測，月球車進行3個月的巡視勘察，並開展月表形貌與地質構造調查、月表物質成分和可利用資源調查、地球等離子體層探測和月面光學天文觀測三類科學探測。

新使命：首次「落月」 月面勘察

如果用一個最簡單的詞概括嫦娥三號的任務，就是「落月」，這次它的新使命是實現中國首次軟著陸月球和月面巡視勘察。中國探月工程領導小組高級顧問歐陽自遠院士說，嫦娥三號的任務包括四方面：發射探測器，實現月球軟著陸，驗證月球軟著陸自動控制技術；實現巡視器釋放分離與轉移，進行月面行走，驗證月面巡視和遙操作技術；著陸器與巡視器進行月夜休眠和月晝喚醒，驗證航天器月夜生存技術；考核探測器、長征三號運載火箭的功能與性能，以及發射場、測控、地面應用系統執行任務的能力。

新挑戰：平穩著陸 適應地形 抵禦寒暑

在新挑戰方面，國防科工局新聞發言人吳志堅表示，嫦娥三號是中國航天領域迄今最複雜、難度最大的任務，需要攻克的關鍵技術多、技術跨度大、實施風險高。據資料統計，截至目前，不包括嫦娥三號，世界上共進行了129次月球探測活動，成功或基本成功66次，失敗63次，成功率僅51%。

對於最為關鍵的「落月」環節，就面臨三大難點：首先是平穩著陸，其次是月球車適應月球表面地形，第三是月球車必須能夠抵禦溫差高達300多攝氏度的嚴寒酷暑。 (接下頁)

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一位工作人員在北京航天飛行控制中心拍攝「玉兔號」月球車1：1模型。
圖片來源：香港文匯報/新華社

成功發射後，嫦娥三號任務還將面臨五大考驗：如何控制高速飛行的嫦娥三號探測器在短時間內完成月面軟著陸；怎樣從嫦娥三號探測器中釋放「玉兔」月球車；要用什麼方法控制距離地球38萬公里的月球車進行探測；溫差超過300攝氏度的月夜怎麼「熬」；深空測控網將進行哪些更精準的測控……這些都需要在長達一年的任務期中解答。

嫦娥三號任務中，月面軟著陸無疑是難度最大的。月球沒有大氣層，所以在月面軟著陸，不能利用空氣阻力而使用降落傘。探測器將在距離月面100米處懸停，這時它會通過光學成像敏感器等在接近月面時進行避障——即選擇一個沒有大坑和石頭、比較平坦的地方著陸。

選定著陸點後，探測器將繼續緩速下降，在離月面4米的時候，探測器關閉發動機自由下降。因為月球表面有月塵，如果發動機不關閉，月塵會影響探測器的工作。

「兩器分離」，是探測器月面著陸以後，釋放「玉兔號」月球車到月面進行勘察。「玉兔」要從探測器中「解鎖」，並移動到轉移機構上。如果這個過程中出現了控制或機械方面的問題，就完成不了任務。這一過程環環相扣，動作非常複雜。

嫦娥三號探測器的著陸器和月球車，既可以進行自主控制，又可以通過地面來遙控。地面控制中心會根據上面的數據，包括全景相機拍攝到的著陸地點的地形地貌等，進行路徑規劃，給探測器發送數據。對距離38萬公里外的探測器進行控制，在信號保障方面是重大挑戰。

月球一天相當於地球27天，13天半是白天，13天半是黑夜，月晝與月夜溫差超過300攝氏度，這是嫦娥三號面臨的最嚴酷考驗。據了解，核電源首次在中國的探測器中使用，它將在沒有陽光照射情況下對儀器保持供電。

最後一大考驗，是測控通信系統。為保證嫦娥三號落月以及月面勘察，必須進行極為精準的測控控制。此次任務使用了X頻段航天測控網，頻率高，傳遞信號快，抗干擾性很強，更為可靠。

為滿足探月工程的需要，中國建立起深空測控網。今年初，在佳木斯、喀什新建成66米、35米的大型測控站，不但具備對月球的測控能力，也為今後進行火星等深空探測奠定良好的基礎。