过去一(yī)年,鹊桥二号绕月搭桥,助力嫦娥六号实现了人类首次月球(qiú)背面采样返回。随着嫦娥六号任(rèn)務(wù)的(de)圆满完成,嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)也已经被提上日程。
按照计划,我國(guó)将在2026年發(fā)射嫦娥七(qī)号月球(qiú)探测器,前往月球(qiú)南极寻找水冰。为什么要去月球(qiú)南极寻找水冰?目前任(rèn)務(wù)进展情况如何?本次任(rèn)務(wù)又有哪些难点看点?
中國(guó)探月四期(qī)工程包括嫦娥六号、嫦娥七(qī)号和(hé)嫦娥八号任(rèn)務(wù)。2024年,嫦娥六号实现了人类首次月球(qiú)背面采样返回。嫦娥七(qī)号的(de)主要任(rèn)務(wù)是开展飞躍(yuè)探测,争取在月球(qiú)南极找到水冰。
中國(guó)探月工程总設(shè)计师吴伟仁:在月球(qiú)南极有些很深的(de)洞穴,我们认为可能(néng)是有水的(de),只不过它终年不见阳光,如果见阳光它就挥發(fā)了。终年不见阳光的(de)话,这水可能(néng)是以冰的(de)形式存在。我们希望嫦娥七(qī)号能(néng)够有飞躍(yuè)器,着陆以后能(néng)够飞到这1~2个洞里面去现场勘查,看能(néng)不能(néng)找到水。
为什么要去月球(qiú)南极找水冰?嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)副总設(shè)计师唐玉华告诉记者,月球(qiú)水冰有望大幅减少将水从地球(qiú)送往月球(qiú)的(de)成本和(hé)时间,有利于人类在月球(qiú)上建立基地并长期(qī)活动,进而探测火星或进行深空探索。另一(yī)方面,水冰的(de)存在也暗示着生命的(de)可能(néng)性,月球(qiú)南极的(de)水冰资源(yuán)对于人类探索月球(qiú)和(hé)其他行星上是否存在生命有着重要的(de)意义。
嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)副总設(shè)计师唐玉华:主要因为水是重要资源(yuán),是将来人类月面生存的(de)一(yī)个必需资源(yuán)。另外,之前的(de)遥感探测说可能(néng)有水冰,现在嫦娥七(qī)号就相当于直接到月面去认证水冰到底有没有,它这个结果应该是最可信的(de)。
当然,在月球(qiú)南极进行探索,更重要的(de)意义在于如果我们完成任(rèn)務(wù),那么我们就具备了在月球(qiú)全球(qiú)探测的(de)能(néng)力。
嫦娥七(qī)号探测器由四器组成,包括轨道器、着陆器、巡视器和(hé)飞躍(yuè)器。飞躍(yuè)器将配备水分子分析仪,从月球(qiú)南极的(de)阳光照射区飞到永久阴影区内的(de)撞击坑底部进行探测,以确定水冰的(de)位置、数量和(hé)散布情况。这是月球(qiú)探测器从未有过的(de)設(shè)计。因此,任(rèn)務(wù)本身风险难度都很大。
中國(guó)探月工程总設(shè)计师吴伟仁:我们是人类第一(yī)次在月球(qiú)南极降落,月球(qiú)南极地形地貌、地理环境我们都不是很清楚,所以我们现在选了多个降落点,最后实施的(de)时候再确定具体在哪个地方。第二,它需要长期(qī)工作的(de)话,温度环境都是很恶劣的(de),它和(hé)地球(qiú)的(de)南极北极一(yī)样,有极昼和(hé)极夜的(de)现象。我们现在初步估算,月球(qiú)南极能(néng)够长期(qī)有光照的(de)大概有100天左右,但是它是低温。在这种环境下它要能(néng)够长期(qī)工作,这是我们面对的(de)一(yī)个很大的(de)难点。
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月球(qiú)南极的(de)太阳高度角极低,特殊的(de)光照条件让同一(yī)地点在每个月不同时段的(de)光照会有巨大的(de)变化。地形也更为复杂,山多坑多起伏大。温度方面,月球(qiú)南极年平均温度在零下173摄氏度到零下113摄氏度之间,有的(de)撞击坑内可以达到零下233摄氏度。不仅冷,温差还大,光照区温度又在零上16~17摄氏度,这样的(de)环境对嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)提出了更高的(de)要求,也要突破很多的(de)关键技术。
针对复杂的(de)地形、恶劣的(de)环境,不仅太阳翼有了很大变化,嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)中,也突破了复杂地形高精度定点软着陆的(de)技术等。科(kē)学家们给嫦娥七(qī)号确定的(de)目标是,在亚百米量级的(de)区域实施定点着陆,比以往提高了两个数量级。为此嫦娥七(qī)号着陆器新增了路标图像导航的(de)手段,这是我國(guó)在深空探测中首次使用。
嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)副总設(shè)计师唐玉华:提高精度主要是它在坑的(de)边缘那块,现在能(néng)找到的(de)它的(de)落区比较平坦的(de)地方还是比较少。如果着陆精度特别差的(de)话,它落在不平坦的(de)地方,很容易就翻了。着陆精度高之后,就能(néng)正好着陆到平坦的(de)区域。
特别值得一(yī)提的(de)是,嫦娥七(qī)号的(de)飞躍(yuè)器最起码要飞三次,但是传统深空探测器着陆都是一(yī)次性的(de)缓冲方案。为此飞躍(yuè)器突破了主动式着陆缓冲技术,实现不同坡度下的(de)可靠、重复着陆,就像人类从高处跳下落地的(de)时候,腿会弯曲一(yī)般。另外飞躍(yuè)器可以通过腿足规划与关节驱动来实现整器的(de)移动。简单来说,就是这是一(yī)个非常智能(néng)的(de)机器人。
唐玉华透露,目前,嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)进展顺利,已经进入正样研制阶段。
按照规划,嫦娥八号将开展月球(qiú)资源(yuán)就位利用的(de)技术验证。嫦娥七(qī)号和(hé)嫦娥八号会构成月球(qiú)科(kē)研站基本型。两者还会联合对月球(qiú)内部结构进行多物理场的(de)综合探测。据了解,月球(qiú)科(kē)研站将持续开展科(kē)学探测研究、资源(yuán)开發(fā)利用,包括一(yī)些前沿技术验证,是多学科(kē)、多目标、大规模的(de)科(kē)技活动。
嫦娥七(qī)号任(rèn)務(wù)副总設(shè)计师唐玉华:原来設(shè)计的(de)是嫦娥七(qī)号、嫦娥八号落在相对比较近的(de)地方,然后两个器能(néng)够互相通信或者协同工作,之后形成月球(qiú)科(kē)研站的(de)基本型。
期(qī)待更多嫦娥七(qī)号的(de)好消息传回!
来源(yuán):觀(guān)察者网
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