焦維新:北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)副主任,從事深空探測(cè)、行星科學(xué)、空間天氣學(xué)研究,最新出版《月球文化與月球探測(cè)》一書。

　　【嫦娥奔月】看點(diǎn)

　　◎今天淩晨,“嫦娥三姑娘”奔赴太空,目的地只有一個(gè),月球。時(shí)隔37年,月球?qū)⒃俣扰c來(lái)自地球的落月探測(cè)器“零距離”接觸。嫦娥三號(hào)有哪些難點(diǎn)與亮點(diǎn)?將在月球上如何工作?京華時(shí)報(bào)專訪北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新。

　　看點(diǎn)1 如何落月

　　仔細(xì)勘察降落點(diǎn)防止摔壞月球車

　　京華時(shí)報(bào):這次任務(wù)您最關(guān)注哪一點(diǎn)?

　　焦維新:這次的關(guān)注焦點(diǎn)就是落,也是最核心的內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)落月,首先就要被月球捕獲,從地球飛過(guò)去,如果速度比較快,又離月球比較遠(yuǎn)的話,到月球附近的“勢(shì)力範(fàn)圍”後,它只是讓你拐個(gè)彎,又飛到其他地方去了,如果離月球太近又可能直接撞上去,所以速度要合適,而且靠近月球時(shí)要減速、剎車,被月球的引力場(chǎng)捕獲,變成它的衛(wèi)星。

　　落月是嫦娥三號(hào)的看點(diǎn),能否安全、準(zhǔn)確落到指定地點(diǎn)是工程一大技術(shù)難點(diǎn)。因?yàn)樵虑驔](méi)有空氣,不能用降落傘,只能用反衝火箭減速,發(fā)動(dòng)機(jī)在多高的位置點(diǎn)火,多高的位置關(guān)機(jī),都進(jìn)行過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì),實(shí)際過(guò)程中能否按設(shè)計(jì)的程式進(jìn)行,就是對(duì)任務(wù)的考驗(yàn)。

　　京華時(shí)報(bào):整個(gè)落月過(guò)程反衝發(fā)動(dòng)機(jī)一直處?kù)饵c(diǎn)火狀態(tài)?

　　焦維新:不是的,接到落月指令後,嫦娥三號(hào)從近月點(diǎn)約15公里高處開始自由下落,反衝發(fā)動(dòng)機(jī)不點(diǎn)火,當(dāng)下落到一定高度,一般是2公里左右的時(shí)候,反衝發(fā)動(dòng)機(jī)才點(diǎn)火,讓下落速度慢下來(lái),再降到一定高度,約100米左右的位置還要懸停,對(duì)著陸點(diǎn)的情況進(jìn)行仔細(xì)勘察,看有沒(méi)有大石塊、隕石坑,坡度怎麼樣,如果比較安全就繼續(xù)下落,如果不太安全,周圍還有更安全的地方,就進(jìn)行平行移動(dòng),到大概4米左右,反衝發(fā)動(dòng)機(jī)就關(guān)機(jī)了,探測(cè)器自由下落,幾個(gè)腿都是有彈性的,有著陸緩衝機(jī)構(gòu),落地時(shí)不至於摔壞。

　　反衝發(fā)動(dòng)機(jī)如果一直點(diǎn)火的話,噴氣會(huì)噴起月壤,粘到照相機(jī)表面上,另外一些煙塵還可能進(jìn)到儀器裏面,影響工作。

　　看點(diǎn)2 行走路徑

　　月球車行走路徑地面可實(shí)時(shí)控制

　　京華時(shí)報(bào):月球車與著陸器分離難在哪?

　　焦維新:我認(rèn)為不屬於難點(diǎn),原來(lái)月球車在著陸器上是鎖定的,著陸器落地後放出一個(gè)梯子來(lái),讓月球車沿著梯子走到月球表面,這些在地球上都反覆演練過(guò),只要可靠性比較高的話,就不會(huì)有問(wèn)題。

　　京華時(shí)報(bào):月球車在月面行走的路徑是設(shè)定好的嗎?

　　焦維新:走的軌道都是設(shè)計(jì)好的,在地面上對(duì)這個(gè)地方已經(jīng)進(jìn)行過(guò)成像,根據(jù)這個(gè)為月球車設(shè)定了路徑,但月球車抵達(dá)月球後,通過(guò)傳回地球的資訊,可以隨時(shí)為它注入新的程式,改變行走的方向、探測(cè)的目標(biāo)等。

　　看點(diǎn)3 能做什麼

　　虹灣區(qū)從未探及過(guò)月壤中或有新發(fā)現(xiàn)

　　京華時(shí)報(bào):嫦娥三號(hào)攜帶了哪些儀器到月球工作?有什麼亮點(diǎn)?

　　焦維新:帶了很多東西,比如月基天文望遠(yuǎn)鏡,落到月表後可看宇宙空間,進(jìn)行空間的天文觀測(cè)。還攜帶了雷達(dá),邊走邊往地下發(fā)射電磁波,通過(guò)分析回波特徵進(jìn)行剖面測(cè)量,如月壤的厚度,看哪部分有石頭,是不是有鐵礦等,還能測(cè)量一定深度的結(jié)構(gòu),了解月球內(nèi)部,這是一個(gè)創(chuàng)意,以前蘇聯(lián)的月球車沒(méi)有安排過(guò)這樣的設(shè)備。

　　京華時(shí)報(bào):月壤成分、巖石組成等這些其他國(guó)家探測(cè)器也曾探測(cè)過(guò),嫦娥三號(hào)有什麼不同呢?

　　焦維新:月壤成分、巖石中含有的成分、月球表面結(jié)構(gòu)等都是落月探測(cè)的基本參數(shù),國(guó)外也做過(guò),到了月球上都會(huì)測(cè)。但月球上的礦石不是到處都有,每個(gè)地區(qū)都有所不同,嫦娥三號(hào)抵達(dá)的虹灣區(qū)之前沒(méi)有考察過(guò),所以地區(qū)不同,完全有可能發(fā)現(xiàn)在月球其他地區(qū)未發(fā)現(xiàn)過(guò)的成分。

　　看點(diǎn)4 壽命多久

　　中國(guó)首個(gè)“核電源”壽命達(dá)一年可延長(zhǎng)

　　京華時(shí)報(bào):嫦娥三號(hào)是中國(guó)首個(gè)帶核電源的探測(cè)器?

　　焦維新:這是我國(guó)探測(cè)器首次使用核電源,確切的名稱叫做“放射性同位素?zé)犭婋娫础?利用放射性元素自然衰變過(guò)程中産生的能量,把熱量轉(zhuǎn)換成電能。

　　月球環(huán)境非常惡劣,不僅溫差大,而且晝夜間隔長(zhǎng),在這麼一個(gè)漫長(zhǎng)黑夜裏要保證儀器不被凍壞,就要靠核電源。在夜間,大部分儀器可能就不工作了,但有些重要的核心的東西還要供電,比如要和地面保持通信聯(lián)絡(luò),要監(jiān)控自身狀態(tài),否則就杳無(wú)音訊了。白天被喚醒後,太陽(yáng)能帆板繼續(xù)工作,就再按計(jì)劃行走,探測(cè)。

　　京華時(shí)報(bào):嫦娥三號(hào)能在月球工作多長(zhǎng)時(shí)間?

　　焦維新:月球車的設(shè)計(jì)壽命約3個(gè)月,著陸器的壽命約一年,如果順利的話也有可能延長(zhǎng)。我們説的設(shè)計(jì)壽命是要保障的最低壽命,如果電源系統(tǒng)、儀器等都能正常工作,就可以一直用下去,直到用完為止。

　　看點(diǎn)5 精彩後續(xù)

　　嫦娥五號(hào)有去有回要等長(zhǎng)征五號(hào)送行

　　京華時(shí)報(bào):嫦娥四號(hào)與肩負(fù)返回任務(wù)的嫦娥五號(hào)與嫦娥三號(hào)任務(wù)有什麼不同?

　　焦維新:如果嫦三進(jìn)展順利的話,嫦四可能在2015年左右發(fā)射。嫦娥四號(hào)任務(wù)與三號(hào)差不多,關(guān)鍵也是實(shí)現(xiàn)月球軟著陸,但著陸點(diǎn)會(huì)另選。

　　嫦娥五號(hào)任務(wù)估計(jì)在2017年左右。其實(shí)探月每一步都為後一步打下基礎(chǔ)。要有去有回,難度可就大了,需要大推力火箭,又要能深空對(duì)接,導(dǎo)航、定位等技術(shù)都得上一個(gè)新臺(tái)階。

　　嫦五月球車還要伸出手來(lái),在周圍取月球樣品,密封保存好,放進(jìn)上升容器裏。登月艙下半部分就是一個(gè)小型火箭發(fā)射平臺(tái),攜帶上升級(jí)點(diǎn)火起飛,進(jìn)入環(huán)月軌道,跟軌道器交會(huì)對(duì)接,然後軌道器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,一起離開月球,回到地球,帶回樣品。

　　和落月任務(wù)相比,因?yàn)樵黾恿松仙?jí),所以登月艙比單純落月的要大得多,軌道器要攜帶取樣容器返回,增加了對(duì)接裝置和燃料,就要用重型運(yùn)載火箭,在役的火箭都無(wú)法勝任,要等長(zhǎng)征五號(hào)。

　　京華時(shí)報(bào)記者商西