“奔月”总设计师详解4大环节 “落月”最关键

　　中国探月工程总设计师吴伟仁介绍，嫦娥三号任务的主要环节是近月制动、变轨、软着陆和两器分离，其中软着陆即“落月”是最重要的考验。西昌卫星发射中心测控数据专家、高级工程师车著明在接受记者采访时表示，嫦娥三号能否顺利实施轨道修正、能否精准实施制动、能否在月球轨道成功变轨，这些环节都有待跨越。

　　在地月转移轨道，嫦娥三号需要飞行大约5天时间，高速飞行中必须在地面指令下进行中途轨道修正，至少需要进行两次修正。如果在地月转移轨道近地点有1米/秒的速度误差或1公里的高度误差，飞到月球附近时都将产生几千公里的位置误差。

　　大约5天后，嫦娥三号到达距月球200公里位置时，需要进行减速制动，也就是“刹车”。只有这样，才能被月球引力捕获，绕月飞行。“刹车”晚了，卫星就要撞到月球上去；而“刹车”早了，则会飘向太空。“刹车”是否成功，关键取决于卫星当时的位置和速度矢量是否正确。在嫦娥一号、二号任务中，我国科学家都一次成功，实施了精确制动。这次任务使用的是新研制的一种变推力发动机来刹车。

　　第一次近月制动，将使嫦娥三号进入100公里的环月轨道。从这一刻起，嫦娥三号成为真正的绕月卫星。

　　运行4天后，嫦娥三号变轨进入15公里×100公里的椭圆轨道。此次变轨控制，对于嫦娥三号能否顺利落月至关重要，也是我国迄今对距离地球最远的航天器实施变轨操作。

　　再运行几天以后进入着陆过程。着陆从15公里的近月点开始动力下降。

　　其实发射、近月制动、变轨这些阶段和后面的月球降落比较起来，月球降落更为关键，从15公里开始下降，要在短短的几百秒之内安全降落到月面预选着陆区，这对我们来说是一个全新的，也是一个最重要的考验。

　　这方面的难度在哪儿呢？因为月球的表面是未知的，我们不知道它会准确降落在什么地方，尽管采取了很多措施，包括考虑到在月球没有大气，采用火箭进行反推，靠发动机实现反推，然后再逐步减速。同时为了测定着陆器的高度、速度，又研制了新的激光测距、微波测速测距雷达，采取多种措施精确测量它的距离和速度。但风险还是比较大，因为那里月石、月坑很多，可能碰到石头，也可能碰到一个壕沟，这些情况都可能存在。关键是我们所降落的小环境，尽管已采取了很多措施，现在还是不太清楚。

　　月球从大面积上、从宏观的方面相对来说还是比较平坦的，但小范围，比如最后50米×50米或者10米×10米的小环境，它的地形地貌是什么样子，这对我们是一个很大的考验。

　　安全降落以后，还有一个很重要的环节就是月球车从着陆器上要分离、释放、解锁、转移到架舱上来，架舱其实就是梯子。

　　从梯子上降落下来到月面，月球车才走下来。走下来也和地形有关系，比如降落下去后，周围比较平坦，那可能走下来比较容易一点。如果梯子旁边有什么障碍物，可能难度就比较大。

　　“落月”先驱

　　迄今全球共实施约130次探月，成功率为51%。其中，只有美国和苏联完成了13次月面无人软着陆。

　　每个环节都会致命

　　从上世纪50年代末开始，为月面着陆而发起首波冲击的是苏联“月球”号和美国“徘徊者”号系列探测器，但在初始是一连串“失败”。

　　由于设计、生产和元器件质量问题，这些落月先驱们有的升空即炸毁，有的在低轨道上踟蹰不前，有的错过了绕月窗口，还有的一头扎进月球背面再无音讯。

　　着陆硬摔家常便饭

　　随着发射控制自动化程度的提高和操控经验日益丰富，后辈探测器距月球表面越来越近。

　　为了软着陆，1965年苏联操控人员向着月球5号和月球7号探测器，用力按下反方向制动火箭启动指令键。然而前者的制动火箭沉默不语，后者过早发飙、提前熄火，最终全成“硬摔”。

　　1966年2月，苏联月球9号探测器小心翼翼地启动轨道修正发动机，制动火箭准确应答喷火，气囊及时打开，探测器底部的一根5米长探针触探月面，终于首次平安降临月宫。

　　登上月面先要保命

　　登月后的探测器须先生存、后工作，最高达330摄氏度的月面昼夜温差是生死考验。

　　1970年11月，人类首次派出的自动巡月“钢铁侠”——苏联的月球车1号从月球17号落月探测器内，径直驶入月球正面北部“雨海”(实为平原)，在11个月内总共挺进十余公里。巡察期间，其配备的同位素热源和散热装置出色应对寒来暑往，直至同位素材料自然耗尽，方才彻底退休。

　　巡月考察出了意外

　　1973年1月，被科学家寄予厚望的苏联月球车2号在“雨海”以东的“澄海”边区亮相。然而4个月后，当它在地面操控下驶入一个“年轻”的环形山时，疏松的月壤使其轮子空转，腾起的浮土覆盖了太阳能电池板和散热器，导致供电骤减、车内过热，无奈折戟。