专访欧阳自远:嫦娥三号着陆器如何在月球过夜

2013年11月25日14:27 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号:T|T
关键词: 欧阳自远 嫦娥三号 着陆器 月球

[主持人]是不是也可以理解成月球车和着陆器结合完成任务也是嫦娥三号比较独特的地方? [ 2013-11-25 09:32:27 ]

[欧阳自远]对。嫦娥三号在科学上要干几个活,但是一定要有几件事情是世界上别人没有做过的。我们当时定下来的:一是充分利用嫦娥三号就位和巡视的特色,我们制定了一个特殊的科学目标:叫“观天,看地、探月”。第一,观天,用月基天文望远镜观测天文;第二,看地,用月基极紫外照相机监测地球等离子体层的密度与结构变化。第三,探月,月球车下安装了一台雷达,探测月球次表层的结构。日、地、月的一些重大问题我得想做。   所以这里就很复杂了。最后的安排是怎样的呢?我们在着陆器上有很多照相机,什么立体照相机以及各种各样环境的照相机,这是正常的工作。但是我们在着陆器上有两样东西特别特殊:一个是我们放了一台近紫外月基天文望远镜在着陆器上,科学家梦寐以求希望在月亮上看天文,为什么?因为月亮是真空,没有任何污染,不像在地球上看,地球上有很多污染,而且要做很多校正,比如大气层和电离层校正等,所以观测的效果远远不如在月球上。而且在月球上观测又可以长时间观测,所以它有特殊的优势,这是世界上第一次用月基天文望远镜观测,世界上没有干过,我知道许多国家陆续也都要做了,我们第一个。 [ 2013-11-25 09:32:58 ]

[欧阳自远]二是监视地球。在月球上观测到的地球是半个地球,不像卫星,卫星分辨率比我们高多了,但是它是一条一条线的转圈跑,该需要看的地方也许一两天以后才能到,所以不一定能够实时的观测到。我们放了一台极紫外的望远镜或者照相机,我们要观测地球的等离子体层的密度、结构的变化,它反映了地球空间大范围的环境变化,这也是世界上第一次做的。所以我们对着陆器是非常赞赏的。它要干两件事情是别人都没有干过的,我们希望着陆器能够获得一些新的观测成果,对科学、对技术作出新的贡献。月球车上也有很多照相机,一边走都拍下来,组成图象,我们知道它到哪儿了,怎么个走法。这个月球车我们中国最高智能机器人。为什么呢?集中了机器人的很多优势。比如说它完全自主导航。在月亮上它可以根据照相机拍到的四周情况,他自己可以决定我该走哪条路、怎么走,另外自主避障,前面有大石头挡住了,过不去了,它自己知道怎么避开这个障碍,拐个弯过去。还有就是自动上坡下坡,能够走它就走,走不过去就绕着走,它挺聪明的。 [ 2013-11-25 09:33:21 ]

[欧阳自远]另外它指挥它身上的仪器,到了一个地方它停下来,停下来以后指挥身上的仪器来探测月球。在月球车上有一台测土壤成分的仪器,叫粒子激发X射线谱仪,还有一台仪器测定月球土壤的各种矿物组成,我们叫红外光谱议,全部探测数据月球车直接发回地球。我们在月球车的底下装了一台雷达,雷达是可以探测深度的,因为它一边走一边看,停停走走,走走停停,它是这么干活的。放了一台雷达,可以主动发射雷达波来探测底部,要探月亮这层土壤,大概二三十米厚的土壤的厚度、结构的变化,一边走就等于把底下切开一刀看里面,这个土壤有哪几层,土壤里有没有大石头块还是什么结构,同时还可以测地下100米深次表层的结构,这是世界上别人没有干过的。所以它等于一边走一边干活,一边走一边切开看地下,把所有的结果告诉人类。这也是嫦娥三号在科学上的亮点,它是很有意义的。总之嫦娥三号总的目标是对着陆区的局部进行精细探测。       当然从技术上来说,还有很多困难,因为这是我们中国第一次软着陆在另外一个天体上,这里面的过程很艰难。第一月球车是被锁在着陆器里头的,开始是一块儿降落在月球上的。这要经历几个关卡:第一,从地球上飞过去要被月球抓住,跑得太快飞跑了,跑得太慢撞上去了,所以一定要恰到好处。速度、距离刚好飞到月亮边,被月亮给抓住,不让你飞了,这就变成月亮的卫星了。 [ 2013-11-25 09:33:48 ]

[欧阳自远]第二,要安全着陆。在月球上不能像嫦娥一号那样硬着陆,这样不行,要软着陆,软着陆遇到的最大困难是什么呢?月亮上没有空气,因为在真空里降落伞毫无作用,所以必须把它调整到是很低的一个位置上,朝着目标降落,越降落下降速度越快,这样越来越块,到了月球表面就砸碎了,所以一定要想办法,又不能用降落伞,那只能有一个办法,就是在着陆器下方安装几台发动机,把整个着陆器往上推,这样就可以慢慢降落,别那么快掉下来,这个得掌握好,不能最后把它推回去了。到底降落在哪个具体位置也挺难的,因为那个时候得临时作出判断来,它大概飞到离月球表面100米高的时候,着陆器是智能的,它底下安排了很多相机,拍了照片赶快反馈给它,比如下面有个大坑,你得挪个地方,它自己就会平移,挪来挪去到照相机告诉它地面平了,你可以降了。那100米降下去也不行,也要砸碎,所以它往下降,你得往上推,慢慢降,降到离月面4米高,它就停在那儿,然后把底下的发动机关掉,那个时候掉下来就是安全的。着陆器掉下来以后,得把太阳能电池板打开接收能源,所以一定是白天降下去,有时间可以从容的把里面的仪器测试,全部调试后,就可以开始工作了。着陆器是安装了各种照相机,另外还安装有两台在月球探测历史上前人没有使用过的科学仪器,一台是近紫外月基天文望远镜,观测天文;另外一台是极紫外照相机,探测地球等离子体层的密度与结构变化,了解地球空间环境变化。 [ 2013-11-25 09:34:11 ]

[欧阳自远]月球车是锁在着陆器里面的,等着陆器全部准备好了,打开锁,摊出一个舷梯让它走下来,走到月面上,走到月面上以后它还不能干活,为什么?没有能源。所以它必须打开翅膀,接收太阳能,有了电源以后它开动和调试每一台仪器,它要了解好自己的工作状态。比如说它一边走,前面都有相机,有全景相机等各种各样的相机,周围360度都可以拍下来的。它要先调整好,把参数都弄准了。月球车上还有两台仪器,是测定月球土壤化学成分和矿物组成的,在月球车的底部安装有一台雷达,探测月壤层的厚度和结构,以及100米深月球次表层的结构。月球车根据周围拍到的情况选择它自己的路线开始工作。所以这个过程来说也挺有意思的,它们两个就互相配合起来。我们的月球车可以拍着陆器的照片,着陆器可以拍它的照片,互拍,知道你走哪儿去了,相互联动起来。但是它们发回来的信息,着陆器和月球车都各自具备能力向地球发送全部探测的科学数据,这样就工作下去了。另外还有一个技术难关就是如何过夜,月球的晚上是漆黑的,极其寒冷的,寒冷到什么程度?零下150度到180度。连仪器都承受不了,所有仪器都得冻坏掉。那这样是不行的,因为第二天还得干活。所以到了晚上,月球车和着陆器都得冬眠,趴在那儿不干活。但是里面得保温,不保温的话,仪器都得冻坏。所以也选择了各种电池,可以充电,用蓄电池,但是坚持不了半个月。用现在各种各样所谓的电池都不行,后来论证下来只有一种电池,用原子能电池,用核电池,这样我们又得去研制核电池。 [ 2013-11-25 09:34:34 ]

[欧阳自远]为什么核电池可以呢?因为它不受外界的影响,可以持续的通过温差电池的办法,使仪器箱里的温度升高,升到多少呢?零下40度以上,所有的仪器都能耐受这种温度。保持这种温度一直得半个月的时间,天亮了,它自己就知道该起床了,该干活了,继续干活。到了晚上又停下来,又自己保护自己。就是这样持续的,着陆器也是这样的。 [ 2013-11-25 09:34:47 ]

[主持人]欧阳院士,您刚才大概给我们介绍了嫦娥三号发射的基本过程,通过您的介绍,我们也了解到月球车和着陆器不仅非常聪明,也是非常勤奋的。网友特别想知道,这次嫦娥三号把月球车和着陆器落地月球以后,他们可以返回地球吗? [ 2013-11-25 09:35:04 ]

[欧阳自远]我们现在没有能力也没有安排让它返回地球,要把一个月球车返回地球是很艰难的,另外,它的科学价值和意义也不是很大,但是我们有返回地球的计划,那不是月球车,而是“嫦娥五号”。“嫦娥五号”的任务是要降落在月球上,用一个铲子把周围的土壤铲出样品来放置到返回舱里。   第二,它要在月球上自动打钻,全靠自己指挥自己,打出来的土壤和岩石的岩心样品原封不动的装到返回舱里,整个工作都是它自动操作的,而且不能搞乱了。因为在月球上装好了以后,发射时会很大的加速度,就会把里面的东西搞乱了,所以必须要保持它的原结构、原特点。“嫦娥五号”就是把所有的样品都装好了,它还有一套装置,在月球自动起飞,起飞以后进入到月球的上空,然后环绕月球飞行,但是它自己没有那么大的能量把自己送回地球。 [ 2013-11-25 09:35:35 ]

[欧阳自远]送回地球很难,首先要克服月球的引力,要在月地空间飞行一段,进入地球的引力场,这需要很大的动力。“嫦娥五号”去的时候发射一条飞船,同时在月球外面转圈,等候“嫦娥五号”上来,当然这都需要精确计算控制,最后它和等候的那条飞船交汇对接,那条飞船带着“嫦娥五号”的返回舱,然后拉着它一块到达地球空间,进入地球大气层,他们飞行的速度很快。所以它降落的时候,进入地球的大气层会燃烧,温度很高很危险,所以我们要把它的速度降下来,弹出去再回来,降到什么速度呢?降到它不至于被烧毁,然后在地球的控制下,让它安全的着陆在内蒙古四子王旗。这样等于把月球上的东西返回来了,就是这个返回舱,并不是所有的东西都返回来。然后组织全国的科学家,大家发挥所长,作精细研究,作出科学上的重要贡献。 [ 2013-11-25 09:35:54 ]

[主持人]现在运载火箭残骸,有人认为它是太空垃圾或者月球垃圾,还有人认为它非常有价值,甚至是价值连城的,因为它非常稀少。您怎么看待这两种观点? [ 2013-11-25 09:36:13 ]

[欧阳自远]对于我们来说,对火箭残骸有一种特殊的感情。为什么呢?正是因为它们把“嫦娥一号”、“嫦娥二号”推上了月宫,去实现嫦娥奔月的梦想。它们是无名英雄,发挥了巨大的作用。首先冲破地球的大气层,然后还要再加速,要加速到很高的速度,第一级火箭、第二级火箭,它们竭尽全力推动着嫦娥,然后通过了地球的大气层,一直进入到太空,它们使完了全身的能源,最后它们不能再增加重量,脱落掉下来,我认为它们是历史的功臣,它们是真正把嫦娥推到月宫的真正大力士。我国用的是长征三号火箭,长征三号是中国的金牌火箭,是建立了伟大功勋的火箭。我一直感到,对这个已经完成使命而坠落下来的火箭要怀着深深敬意的,所以,它当然有价值,这是我们嫦娥奔月唯一可以回收到的一种元素,所以我很珍惜。另外,它把“嫦娥”推上去,“嫦娥”已经一去不复返了,但是对嫦娥的体系当中,唯一可以回收的元素是掉下来的火箭。为什么?因为它们是冲破大气层,进入太空的勇士,它们大多都掉落在山沟里,一级、二级火箭会掉落在我们国家区域内,一般都掉在湖南、贵州这些地区的山区。 [ 2013-11-25 09:36:40 ]

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