編者按：本處將嫦娥四號的有關報道整合在此進行詳細的報道，需要了解嫦娥四號相關內(nèi)容的可以查看本篇內(nèi)容。

2018年12月8日凌晨，人類航天器首次月球背面“登陸”之旅開啟。2時23分，中國長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將嫦娥四號探測器送上太空。隨后，器箭成功分離，嫦娥四號成功進入近地點約200公里、遠地點約42萬公里的地月轉移軌道。截至目前，航天科技集團五院已研制發(fā)射257顆航天器。

相比“嫦娥三號”發(fā)射，這次火箭設計入軌精度提高了30%以上。按照計劃，“嫦娥四號”經(jīng)過26天的飛行，將軟著陸至月球背面南極-艾特肯盆地，從而完成“人類探測器首次實現(xiàn)月球背面軟著陸”的壯舉。

“嫦娥四號探測器由著陸器和巡視器組成，著陸月面后將擇機釋放巡視器，對月球背面巡視區(qū)地貌、礦物組份、淺層結構進行探測，并在國際上首次實現(xiàn)月基低頻射電天文觀測。”嫦娥四號任務探測器系統(tǒng)總設計師孫澤洲說。

據(jù)悉，“嫦娥四號”還搭載了國際合作的載荷，開展月表環(huán)境探測等相關研究。

“無論是從工程意義還是科學意義上看，嫦娥四號任務都是2018年國際科學界最具看點的任務之一。作為我國建設航天強國的重要標志之一，它必將在中華民族的科技豐碑上留下濃墨重彩的一筆。”中國航天科技集團有限公司黨組書記、董事長吳燕生說。

由于探測器在月球背面無法直接實現(xiàn)與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸，所以月球背面一直沒有留下人類探測器的“腳印”。今年5月21日，一顆連通地月的中繼衛(wèi)星“鵲橋”發(fā)射成功，隨后于6月14日進入使命軌道，為“嫦娥四號”月球背面著陸勘察提前架好了信息之橋。

執(zhí)行此次任務的長征三號乙運載火箭和嫦娥四號探測器分別由中國航天科技集團有限公司一院和五院抓總研制。本次發(fā)射是長征系列運載火箭的第294次發(fā)射，也是今年長征系列運載火箭的第34次發(fā)射。

嫦娥四號任務進展

2018年5月21日：長征四號丙運載火箭托舉中繼星“鵲橋”點火升空。

2018年5月25日：中繼星“鵲橋”成功實施近月制動，進入月球至地月拉格朗日L2點的轉移軌道。

2018年6月14日：中繼星“鵲橋”成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛(wèi)星。

2018年12月8日：長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射嫦娥四號探測器。

預計2019年1月初：嫦娥四號探測器在月球背面南極-艾特肯盆地實施軟著陸。

遠地點42萬公里，近地點200公里，27天后嫦娥四號要改寫教科書

來源：太空伊卡洛斯

2018-12-07

中國航天開啟探索月球黑暗背面的計劃已經(jīng)開始，2018胩12月8日凌晨2點，嫦娥四號就要發(fā)射升空，大約在27天后抵達月球背面進入降落程序。我們距離完成這個歷史使命只有不到一個月的時間，鑒于從來沒有探測器在月球背面降落，因此嫦娥四號這次任務意義是相當重大。根據(jù)嫦娥工程的設想，嫦娥四號探測器要第一個登陸月球背面，從位于西昌的衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，通過軌道運行之后進入月球軌道。川陀太空伊卡洛斯認為，嫦娥四號選擇的是月球南極186公里直徑的VonKarman撞擊坑。

VonKarman的中文音譯為馮·卡門撞擊坑，這個撞擊坑位于艾特肯盆地西北方向上，形成的時間大約在前酒海紀。馮卡門撞擊坑至少被撞擊了一次，造成了月殼破裂，形成了一部分月海。從馮-卡門撞擊坑周圍的眾多撞擊坑分布可以看出，撞擊產(chǎn)生的濺射物拋射形成了多次附帶損失效應。

根據(jù)我們對馮·卡門撞擊坑的研究，其年齡大約為36億年。也就是說大約在月球形成之后10年時間，馮-卡門撞擊坑形成。經(jīng)過數(shù)十億年的經(jīng)歷，馮-卡門撞擊坑形成了較為平坦的中心平原。著陸區(qū)內(nèi)風化層厚度可最高可達到7.5米，最薄的地方大約在2.5米。

撞擊艾特肯盆地的小行星不僅形成了馮·卡門撞擊坑，也形成了二次撞擊，大量的濺射物覆蓋了周圍大部分區(qū)域，至少還有四個二次撞擊形成的撞擊坑。我們從馮-卡門撞擊坑周圍可以看出，這里還有一些蜿蜒的皺脊和凹槽結構。嫦娥四號任務之一也將對撞擊坑下方的結構進行雷達探測，為這些地貌的形成提供解釋。

由此，我們不難分析，嫦娥四號將深度繪制馮-卡門撞擊坑地下結構，同時結合撞擊坑規(guī)模、月壤厚度等數(shù)據(jù)，提出一個著陸區(qū)地層剖面信息。我們有理由期待嫦娥四號任務會讓我們深度了解月球背面月海玄武巖的組成、艾特肯盆地整體結構、成分異常之謎、月壤演化等問題。

從任務規(guī)劃上看，嫦娥四號也是嫦娥三號的延續(xù)，將備份探測器使用最大化。因此嫦娥四號也是由著陸器和巡視車組成，也會進行月面巡視。鑒于這次著落是在月球背面，因此我們更有理由期待這次任務的成果，全程將通過鵲橋中繼星建立聯(lián)系。

8日凌晨，嫦娥四號將發(fā)射升空，進入遠地點42萬公里，近地點200公里高度的軌道，大約27天后開始進入降落程序，在近月點開始實施制動，進入100公里環(huán)月軌道。這時候嫦娥四號還不能著落，還有逐漸下降高度，進入15公里高度的橢圓繞月軌道，進一步實施制動，下降高度。

嫦娥四號成功降落之后，也是中國航天歷史性的一刻，人類探測器第一次降落在月球背面。人類對月球背面的探索一直沒有新的進展，我們都知道月球背面有很多優(yōu)勢，比如建造射電望遠鏡觀測站等，但都沒有付諸實施。嫦娥四號任務將開啟人類對月球背面探索的熱潮，甚至激活新一輪月球探索競賽。 

嫦娥四號探測器順利進入預定月背著陸準備軌道

來源：新華網(wǎng)

2018-12-30

新華社北京2018年12月30日電（記者胡喆）記者從國家航天局獲悉，12月30日8時55分，嫦娥四號探測器在環(huán)月軌道成功實施變軌控制，順利進入預定的月球背面著陸準備軌道。

4時55分，科技人員在北京航天飛行控制中心向嫦娥四號探測器注入調(diào)姿和變軌參數(shù)。8時54分，嫦娥四號探測器發(fā)動機成功點火，開始實施變軌控制。8時56分，地面測控站實時遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷，嫦娥四號探測器已由距月面平均高度約100公里的環(huán)月軌道，成功實施降軌控制，進入近月點高度約15公里、遠月點高度約100公里的環(huán)月軌道。

自12月12日嫦娥四號探測器成功實施近月制動進入環(huán)月軌道以來，進行了2次環(huán)月軌道修正，與“鵲橋”中繼星進行了4次中繼鏈路測試，開展了激光測距、三維成像、微波測距測速等導航敏感器在軌測試，為探測器進入預定著陸區(qū)、擇機實施月球背面軟著陸做好準備。

嫦娥四號探測器成功著陸月球背面 傳回世界第一張近距離拍攝月背影像圖

來源：科學網(wǎng)

2019-01-03 

記者從國家航天局獲悉，2019年1月3 日10時26分, 嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯 45.5 度附近的預選著陸區(qū)，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。

此次任務實現(xiàn)了人類探測器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信，開啟了人類月球探測新篇章。

10時15分，科技人員在北京航天飛行控制中心發(fā)出指令，嫦娥四號探測器從距離月面15公里處開始實施動力下降，7500N變推力發(fā)動機開機，逐步將探測器的速度從相對月球1.7公里每秒降到零。

在6-8公里處，探測器進行快速姿態(tài)調(diào)整，不斷接近月球；在距月面100米處開始懸停，對障礙物和坡度進行識別，并自主避障；選定相對平坦的區(qū)域后，開始緩速垂直下降。

約690秒后，嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮?卡門撞擊坑內(nèi)。落月過程中，降落相機拍攝了多張著陸區(qū)域影像圖。

落月后，在地面控制下，通過“鵲橋”中繼星的中繼通信鏈路，嫦娥四號探測器進行了太陽翼和定向天線展開等多項工作，建立了定向天線高碼速率鏈路。

11時40分著陸器監(jiān)視C相機獲取了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖并傳回地面。圖中展示了巡視器即將駛離著陸器、駛向月背的方向。

嫦娥四號探測器由著陸器和巡視器組成，共配置包括2臺國際合作載荷在內(nèi)的8臺有效載荷，其中著陸器上安裝了地形地貌相機、降落相機、低頻射電頻譜儀、與德國合作的月表中子及輻射劑量探測儀等4臺載荷；巡視器上安裝了全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀和與瑞典合作的中性原子探測儀。

這些儀器將在月球背面通過就位和巡視探測，開展低頻射電天文觀測與研究，巡視區(qū)形貌、礦物組份及月表淺層結構研究，并試驗性開展月球背面中子輻射劑量、中性原子等月球環(huán)境研究。

此外，著陸器還搭載了月表生物科普試驗載荷。嫦娥四號任務為中外科學家提供了太空探索的機會。

科學家認為，月球背面比正面更為古老，馮?卡門撞擊坑的物質成分和地質年代具有代表性，對研究月球和太陽系的早期歷史具有重要價值。

月球背面也是一片難得的寧靜之地，屏蔽了來自地球的無線電信號干擾，在此開展低頻射電天文觀測可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白，為研究太陽、行星及太陽系外天體提供可能，也將為研究恒星起源和星云演化提供重要資料。

中國國家航天局愿以此為基礎，與世界各國航天機構、空間科學研究機構及國外空間科學愛好者，開展合作，共同探尋宇宙奧秘。

后續(xù)，嫦娥四號探測器將通過“鵲橋”中繼星的中繼通信鏈路，在地面控制下，開展設備工作模式調(diào)整等工作，擇機實施著陸器與巡視器分離。

“嫦娥四號”將奔向月球背面帶你回顧人類探月征程

作者：龐之浩（空間探測傳播首席專家）

來源：科普中國

2018-12-07

月球是離地球最近的一個星球，所以從古至今人類一直對它很感興趣。尤其是月球上有一些地球上稀有的寶貴資源、能源和特殊環(huán)境，開發(fā)它們可以造福于人類，推進科學發(fā)展；了解月球的起源對認識地球的起源和演變有幫助；它也可成為人類向外空發(fā)展的理想基地和前哨站。

我國即將發(fā)射“嫦娥四號”月球探測器，它將在飛行27天后，著陸于月球背面預選著陸區(qū)，成為世界第一個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器。自古以來，人類就對神秘的月球有著極大的興趣，也在不斷探索月球的秘密。今天，我們就一起來回顧人類漫漫的探月征程！

截至2017年底，人類總共發(fā)射了132個左右的月球探測器，其中美國60個，蘇聯(lián)64個，中國4個，日本2個，歐洲1個，印度1個，成功率大約為50%，其中早期探月失敗很多。在這一過程中，全球月球探測大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：

探月三步曲

第一階段為1958～1976年的美蘇空間競賽引發(fā)的首次探月高潮階段。當時蘇聯(lián)和美國展開了以探月為中心的空間競賽，發(fā)射了上百個形態(tài)各異的月球探測器，美國還進行過6次載人登月。其主要目的是進行太空爭霸，開展空間探索。

第二階段為1976～1994年的深入研究探月意義的冷靜思考階段。在此階段只有日本進行過1次探月活動。這一時期把月球探測技術向各領域轉化、推廣和應用，將月球科學研究提高到更高理性認識的階段。

第三階段為從1994年起至今開展的第二次探月高潮階段。因為通過大量地總結和分析以往探月的經(jīng)驗、教訓和成果表明，探月具有多方面意義，對人類社會具有重要的推動作用。美國于1994年1月21日和1998年1月6日分別發(fā)射的“克萊門汀”、“月球勘探者”探測器，發(fā)現(xiàn)月球兩極存在大量水冰，從而進一步激發(fā)了人類新的探月熱情，于是拉開了第二次探月高潮的序幕。在進入21世紀后，全球探月再掀高潮，并呈現(xiàn)出許多與以往不同的新特點。

隨著政治、科技和經(jīng)濟等各方面發(fā)生的巨大變化，第二次探月熱潮與冷戰(zhàn)時期開展的第一次探月熱潮有明顯的不同，比如：

探測月球的目的由冷戰(zhàn)時期主要滿足政治和科學需要，改變?yōu)榘芽茖W探索和經(jīng)濟利益相結合，以探測月球資源為主，為未來月球資源開發(fā)、利用打基礎。

探月的規(guī)模更宏大，采用的技術更新。在第二次探月熱潮發(fā)射的各類月球探測器無一失敗，這表明人類的探月技術有了較大提高。

打破了20世紀只有美蘇2個國家對月球探測的壟斷局面，歐洲、日本、中國、印度和美國等國家或組織都紛紛進行月球探測，并還將有越來越多的國家參與，且逐漸轉變成以國際合作方式為主。

隨著月球探測技術水平的不斷提高，探測月球的方式也越來越多，從而使月球探測的廣度和深度不斷擴大。從月球近旁飛過或在其表面硬著陸的探月方式已不采用了，現(xiàn)在和可以預見的將來主要采用以下探月方式：

用繞月探測器的方式取得信息，這樣能有較長的探測時間并獲取較全面的資料。

探測器在月球表面軟著陸，以固定或漫游車的方式進行實地考察、拍攝探測和取樣分析等。

用載人或不載人探測器在月面軟著陸后取得樣品返回地球，進行實驗室分析。

進行撞擊式探測，它與早期的硬著陸不同，是一種新興起的探測方式，主要是探測月球的內(nèi)部結構和組成，發(fā)揮探測器的余熱。當然，也有專用撞擊器。

在月球建立永久性載人基地，以開發(fā)和利用月球的資源、能源和特殊環(huán)境，并為載人火星航行開道鋪路。

國外月球探測

在冷戰(zhàn)時期，主要是蘇美進行以政治目的為主，科學目的為輔的探月競爭。

蘇聯(lián)1959年1月2日發(fā)射的月球-1實現(xiàn)了人類首次飛越月球。此后一直到1976年，蘇聯(lián)先后發(fā)射了24個“月球”系列探測器，進行了巡視探測、采用返回探測等活動。蘇聯(lián)還發(fā)射過“宇宙”、“探測器”系列月球探測器。

美國早期實施過6個探月計劃，即“先驅者”、“徘徊者”、“勘察者”、“月球軌道器”、“探險者”系列月球探測器和“阿波羅”系列載人登月飛船。

盡管第1次探月高潮是以政治目的為主，但還是促進了一系列航天科學技術的新發(fā)展，帶動了一系列新技術的創(chuàng)新與推廣應用，大大提高了人類對月球、地球和太陽系的認識，使月球探測取得了劃時代的成就。

冷戰(zhàn)后，越來越多的國家參與了探月俱樂部，使探月呈現(xiàn)出精彩紛呈的新局面。1990年1月，日本在發(fā)射了飛天號月球探測器，打破了美蘇對探月的壟斷。

1994年1月25日，美國發(fā)射了“克萊門汀”月球探測器，獲得了當時最詳細的月球表面圖像，并發(fā)現(xiàn)月球南極可能埋有大量的水冰。

1998年1月7日，美國發(fā)射了“月球勘探者”探測器，再次證實月球上有水冰，它在壽命末期撞擊了月球南極一座環(huán)形山內(nèi)側的山壁，以確定是否存在水源。但遺憾的是，實施撞擊后未觀測到有水蒸氣出現(xiàn)，原因有多種。

2003年9月27日上天的歐洲斯瑪特-1主要成就有兩項：一是試驗太陽電推力技術；二是對月球進行研究和繪圖。斯瑪特-1是世界第1個正式應用太陽能電推進系統(tǒng)飛向月球的空間探測器。

2007年9月14日上天的日本月女神-1-由1個主探測器和2個子探測器組成，有些儀器的探測精確度是以往同類儀器的10～100倍。

2008年10月22日上天的印度月船-1具有體積小、質量輕、造價低、眼神好等特點。其裝有1個月球撞擊器，并采用國際合作方式。

2009年6月18日，美國用1枚火箭發(fā)射了2個月球探測器——“月球勘測軌道器”和“月球坑觀測與感知衛(wèi)星”。前者在距月面50千米圓軌道飛行，分辨率優(yōu)于1米，為目前世界最高，且仍在工作；后者是世界首個專用撞擊式月球探測器，它于2009年10月9日猛烈撞擊了月球。

2011年9月10日，美國發(fā)射了“月球重力恢復和內(nèi)部實驗室”（簡稱“圣杯”）。它運行在月球上空50千米的近圓形月球極軌道，由兩個一模一樣的繞月探測器組成，主要任務是更精確地測量月球的重力場，研究月球的起源和演變。它于2012年底完成使命，進行了撞擊式探測。

2013年9月7日，美國發(fā)射了“月球大氣和塵埃環(huán)境探測器”。其任務是分析月球稀薄大氣組成成分，研究月球表面塵埃作用，了解未來月球探測活動可能對月球環(huán)境造成的影響，以及月球環(huán)境可能會對未來前往探測的人員和探月計劃本身有何影響。它還進行了月地激光通信傳輸試驗，通信速率達到以往方式的6倍。2014年4月18日，由于燃料耗盡，它按計劃高速撞擊了月球背面。

中國月球探測

隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，從2004年起，我國開始實施月球探測工程，即“嫦娥工程”。

“嫦娥工程”采用繞月探測、落月探測和月球采樣返回探測，即“繞、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略實施，在工程和科學方面都取得了顯著成果。

“繞”：就是發(fā)射繞月探測器，對月球進行全球性普查。它原定通過發(fā)射嫦娥一號、二號繞月探測器來完成，其中嫦娥二號是嫦娥一號的備份。后來由于嫦娥一號表現(xiàn)出色，嫦娥二號繞月探測器改作探月第二階段的技術先導星。

2007年10月24日,我國發(fā)射第一個月球探測器嫦蛾一號。它運行在距月面約200千米高的圓形極軌道上，于同年11月20日傳回第1幅月面圖像，從而豎起了繼東方紅一號、神舟五號之后，我國航天的第三個里程碑。

在嫦娥一號上有8種科學儀器，用于獲取月球表面三維立體圖像，探測月表不同物質的化學元素和地月空間環(huán)境，首次用微波探測儀測量月壤的厚度。

在超額完成各項任務后，為了積累落月過程控制和軌道測定方面的經(jīng)驗，嫦娥一號于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區(qū)域。它比原計劃多飛117天；飛行期間經(jīng)歷3次月食；傳回1.37TB有效科學探測數(shù)據(jù)。

嫦娥一號獲取了世界第一幅全月圖，以及月表化學元素分布和礦物含量及月壤分布和近月空間環(huán)境等數(shù)據(jù)，填補了我國在探月領域的空白。

“落”：就是發(fā)射攜帶月球車的落月探測器在月面著陸，對著陸區(qū)附近進行區(qū)域性詳查。它原定通過發(fā)射嫦娥三號、四號落月探測器來完成，其中嫦娥四號是嫦娥三號的備份，后來嫦娥二號也用于這一階段任務，用于突破關鍵技術。

由于落月探測要突破等一系列關鍵技術，技術跨度和實施難度較大。因此，為了降低風險，在發(fā)射嫦娥三號之前，先于2010年10月1日發(fā)射了嫦娥二號。嫦娥二號運行在距月面100千米高的極軌道上，設計壽命半年，分辨率7米，主要完成兩大任務：一是對新技術進行試驗驗證，對未來的預選著陸區(qū)進行高分辨率成像；二是獲得更加豐富和準確的探測數(shù)據(jù)，深化對月球的科學認知。

2011年4月1日，嫦娥二號半年設計壽命期滿后，進行了拓展試驗，例如，2011年8月25日，嫦娥二號在世界上首次實現(xiàn)了從月球軌道出發(fā)，受控進入日地拉格朗日2點環(huán)繞軌道，使我國成為第3個造訪拉格朗日2點的國家和組織。

2012年6月1日，嫦娥二號又成功變軌，進入飛往小行星的軌道。同年12月13日，嫦娥二號與圖塔蒂斯小行星“擦肩而過”。它使我國成為世界第4個探測小行星的國家，開創(chuàng)了我國航天一次發(fā)射開展多目標多任務探測的先河。

嫦娥三號是探月二期工程的主任務。2013年12月2日，我國成功把嫦娥三號直接送入地月轉移軌道。12月14日，嫦娥三號在月面軟著陸，首次實現(xiàn)了我國對地球以外天體的軟著陸。12月15日，嫦娥三號著陸器與月球車互相拍照，使我國成為世界第3個掌握落月探測技術的國家。它使我國取得了跨越式進步，直接獲得了豐富的月球數(shù)據(jù)，并經(jīng)受了著陸、移動和長月夜生存三大挑戰(zhàn)。

在月球背面著陸進行探測，對研究月球和地球的早期歷史具有重要價值。另外，月球背面可屏蔽來自地球的各種無線電干擾信號，因而在那里能監(jiān)測到地面和地球附近的太空無法分辨的電磁信號，有望取得重大成果。

不過，由于在地球上永遠看不到月球的背面，所以在月球背面著陸的探測器不能直接和地球站進行無線電通信。為此，我國先把“鵲橋”送入地月拉格朗日2點暈軌道。在這個軌道，“鵲橋”能同時看到地球和月球，此后在月球背面著陸的嫦娥四號與地球站之間提供通信鏈路。

2018年5月21日，我國發(fā)射世界首顆月球中繼星“鵲橋”，6月14日進入使命軌道。同時，我國即將發(fā)射嫦娥四號。它飛行27天后，著陸于月球背面預選著陸區(qū)，成為世界第一個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器。

作為嫦娥三號的備份，嫦娥四號仍是由著陸器和巡視器組成，但是因為嫦娥四號與嫦娥三號的科學目標差異很大，因此兩者所裝載的科學載荷有明顯變化，更換了部分科學載荷，其中有3臺是國外的。嫦娥四號有三大科學任務：對月球背面的環(huán)境進行研究；對月球背面的表面、淺深層、深層進行研究；用低頻射電探測儀探測宇宙天體。

“回”：就是發(fā)射月球采樣返回器,。它在月面特定區(qū)域軟著陸并采樣，然后把月球樣品帶回地球進行精查。它原定通過發(fā)射嫦娥五號、六號采樣返回器完成，其中嫦娥六號是嫦娥五號的備份，后來又增加發(fā)射了嫦娥五號飛行試驗器，用于掌握嫦娥五號以接近第二宇宙速度的高速再入返回關鍵技術。

嫦娥五號飛行試驗器于2014年10月24日升空了。11月1日，試驗器的返回器在內(nèi)蒙古著陸。這是我國航天器第一次在繞月飛行后再入返回地球，它的成功表明，我國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關鍵技術。

未來探月前景

2019年，印度將發(fā)射月船二號探測器。它由一個軌道器、一個著陸器和一輛月球車組成。其任務是演示驗證在月球上的軟著陸能力，對月球表面進行礦物和地質等方面的測繪和分析，探測月球上是否有水。

同年，日本將發(fā)射“月球調(diào)查智能著陸器”。它將把著陸點精確控制在距離目標區(qū)域數(shù)百米的范圍內(nèi)；落月時將實現(xiàn)月表地形的快速評估，迅速辨認可能的登陸障礙物；落月后將研究月球材料和表面微量氣體，為今后的載人登月做準備，并為無人探測器考察火星積累經(jīng)驗。此后，日本還將發(fā)射月女神二號月球車。

2019年，我國將發(fā)射嫦娥五號采樣返回器，它是我國探月工程三期的主任務，由上升器、著陸器、軌道器、返回器四個部分組成，完成探月工程的重大跨越——帶回2千克月球樣品。嫦娥五號不僅要完成落月，還要攻克“采樣”、“封裝”、“上升”、“對接”、“高速返回地球”等技術難題。嫦娥五號送到月球軌道后將兩兩分離，軌道器-返回器組合體留在軌道，著陸器-上升器組合體在月面上降落。著陸后，著陸器用兩個機械手進行月面采樣和鉆孔取樣，并將樣品放入上升器攜帶的容器里進行封裝；隨后上升器從月面起飛，與軌道器-返回器組合體交會對接，把樣品轉移到返回器后分離；軌道器-返回器組合體踏上歸途，以接近第二宇宙速度飛到距地球幾千千米時分離；最后返回器在預定著陸點降落。未來，中國還將對月球兩極進行著陸探測，建立月球科研站，最終實現(xiàn)載人登月的夢想。

美國計劃在2020年以后進行載人繞月飛行，然后與俄羅斯合作建立深空之門——月球空間站，最終將通過國際合作建立月球基地，為載人登火星奠定基礎。 

四十多萬公里外 “織”鵲橋

來源：解放軍報

2019-01-01

“鵲橋”中繼星在太空等待了6個月，終于迎來了他朝思暮想的“伙伴”——嫦娥四號。

嫦娥四號此行到月球背面，為了避免失聯(lián)，中國航天人在40多萬公里之外的地月拉格朗日L2點，放置一顆“鵲橋”中繼星，為此次任務搭起一座太空通信的“天橋”。

天上“嫦娥”奔月的“大戲”拉開帷幕，地上航天測控人幕后的演繹同樣精彩。自嫦娥四號升空以來，奮戰(zhàn)在各地的航天測控人開啟了忙碌模式：觀察、定位、操控、鎖定……操作臺前的技術人員快速完成目標的跟蹤捕獲，一條條指令分秒不差地從這里傳出。嫦娥四號飛行途中的軌道修正、近月制動等重要動作，都需要通過測控站來控制完成，以保證嫦娥四號和地球“你來我往”的通信鏈路暢通。

對于航天人而言，這場“大戲”，早在按下點火按鈕之前就已開演。林海雪原的佳木斯深空站是深空探測的主力“隊員”。在嫦娥四號發(fā)射5天前，深空站對天線設備組織“上場”前的“排練”。不料，這次預演出現(xiàn)了一段“小插曲”——天線控制平臺的電機發(fā)生了故障。

口徑66米的深空測控天線，是保證“鵲橋”暢通、“大戲”順利進行的關鍵。當晚，工程師謝承伯帶領維修人員趕赴故障現(xiàn)場，打開天線卷繞蓋，發(fā)現(xiàn)50多根線纜拖鏈被“凍”成一團。

佳木斯的冬天，風比鋼硬，鋼比風冷。在-20℃的氣溫下，他們把重達數(shù)十公斤、長達10多米的拖鏈節(jié)節(jié)拆下，再對鏈條進行更換。等到拖鏈完全更換完，每個人的手指凍得幾乎失去知覺。

“舞臺上‘演員’的精彩演出，離不開幕后工作者的精心準備。航天發(fā)射任何環(huán)節(jié)都不能‘掉鏈子’?！奔涯舅股羁照菊鹃L韓雷說，自2018年5月21日“鵲橋”中繼星發(fā)射以來，深空站早已進入“追星”狀態(tài)。他們像呵護自己的孩子，擔心他在太空中“生病發(fā)燒”，擔心他“調(diào)皮搗蛋”，為了能夠照料好他，每一道指令、每一條數(shù)據(jù)，都必須做到準確無誤。

能順利織好“鵲橋”，離不開航天人對精測秒控的極致追求。在上一場嫦娥三號探月的“大戲”中，深空站憑借過硬的能力，成功讓險象環(huán)生的“劇情”反轉。5年前，“玉兔”月球車發(fā)生技術故障，技術人員頂住壓力，進行分析和試驗驗證，成功“喚醒”玉兔。

當然，好戲才剛剛開始，后續(xù)劇情更加精彩。對于這些幕后工作者來說，還有更多考驗等待著他們。

40多萬公里的探月路，每一步都飽含著測控人的艱辛付出。那天凌晨，林海雪原被月光照得白茫茫一片。在謝承伯排除天線故障返回營地的路上，一行行足跡或深或淺。正如中國航天的標志——“半輪明月，一雙足跡”。朝著追逐明月的足跡繼續(xù)向前，我們發(fā)現(xiàn)，“鵲橋”的那頭，是中華兒女對月球的一次全新凝視。

嫦娥四號成功登陸月球 創(chuàng)造人類記錄突破“盲降”難題

來源于網(wǎng)絡

2019-01-03 

嫦娥四號自從踩了一腳“太空剎車”，成功被月球捕獲后，又悠哉悠哉的溜達了幾十天后，終于被月球的強大魅力所完全吸引成功登陸，使中國成為人類史上第一個登陸到月球背面的國家，讓世界對中國的航天科技刮目相看。同時大家不要小看嫦娥四號登陸月球背面的難度。要知道，美蘇太空爭霸時期雙方的航天科技多么厲害，可是他們僅僅是把宇航員或者航天器送到月球正面虹灣的開拓地帶。而對于月背的了解僅僅是拍攝幾張圖片而已。

事實上，嫦娥四號月背登陸的難度要遠超嫦娥三號登陸月球。第一，月背可供嫦娥四號登陸的平坦地帶少之又少，再加上月背山峰林立，登陸環(huán)境非常惡劣。第二，由于無法直接通訊，會影響嫦娥四號的降落。而我國雖然發(fā)射了“鵲橋”號中繼星，可以實現(xiàn)雙方的溝通，但是存在溝通延時，這就是說嫦娥四號在登陸過程中實現(xiàn)了“盲降”的過程。稍有差池就會出現(xiàn)失敗的情況，但是我國克服了這些困難，成功讓嫦娥四號登陸月背，刷新人類記錄。

嫦娥四號登陸月背之后，人們最關心的就會攜帶世界最小月球車如何開展工作，如何應對月背極夜等冷酷環(huán)境呢？要知道，我國“玉兔”號月球車曾經(jīng)因為線纜外露發(fā)生故障，一度停擺等，這些都是需要克服的難題。

事實上，這次嫦娥四號被月球捕獲之后，停留在軌道上的時間比較長，一方面可能是為了停留在軌道上吸收更多的太陽能轉化電能資源儲備起來。畢竟月背存在長時間接觸不到太陽光照射的情況。萬一出現(xiàn)電能不夠的情況，就顯得非常尷尬了。另一方面可能是為了更加精準的了解月背登陸地區(qū)的詳情，同時做好相關的測繪工作，為后續(xù)登陸月背做好前期鋪墊。

嫦娥四號雖然說是嫦娥三號的備用探測器，但是它結合了我國最新科技，同時也吸取嫦娥三號在月球上面的經(jīng)驗教訓，尤其是加強了月夜這種極端條件下的工作能力，打造的月球探測器。要知道，月球上的一個完整的“月晝夜”高達720多個小時，與中國農(nóng)歷一個月的時間差不多。而白天與黑夜都高達360多個小時，更為重要的是月球上沒有大氣層保護，晝夜溫差相差好幾百度，尤其是電池在月夜這種極端低溫情況下，存儲的電能資源會降低很多，再加上還需要進行科研工作，這無疑會加快消耗儲備的電能資源。不過，相信我國科研工作者早已有了解決之策，確保嫦娥四號能夠高效持久的工作，積極把月背信息通過鵲橋號傳給中國，讓世界通過中國了解月背情況。 

嫦娥四號今天著陸月球背面，你想了解的都在這兒

作者| 東方宇文，航天學者

2019-01-03

2019年1月3日，嫦娥四號月球探測器著陸月球背面，這是世界航天史上第一次人類在月背登陸，預示著我們即將在月球的背面展開探索的新天地。

（一）嫦娥四號為何要去月球背面？

1．“背面沒去過！”

中國探月工程又叫“嫦娥工程”，分繞月探測、落月探測和采樣返回探測，即“繞、落、回”三個發(fā)展階段實施。原定計劃是：嫦娥一號繞月探測器用于完成繞月探測，嫦娥二號是嫦娥一號的備份；嫦娥三號落月探測器用于完成落月探測，嫦娥四號是嫦娥三號的備份；嫦娥五號采樣返回探測器用于完成采樣返回探測，嫦娥六號是嫦娥五號的備份。

但在工程實施的過程中，由于嫦娥一號繞月探測器圓滿完成了預定任務，所以作為其備份的嫦娥二號改為用作探月第二階段的技術先導星；此后，嫦娥三號落月探測器也出色完成了預定任務。這時候問題就來了，作為備份的嫦娥四號要做什么呢？

很多人主張嫦娥四號還是落到月球正面，這樣比較牢靠，技術風險小，免得節(jié)外生枝。但嫦娥一號總指揮兼總設計師、嫦娥系列月球探測器總指揮兼總設計師顧問葉培健院士則主張落到月球背面。他認為，落到月球背面，如果成功了是一大亮點；如果不成功，因為這是人類第一次，也可以原諒。單從邏輯學上看，落到月球背面的科學意義就是一句話：背面沒去過！葉培健院士用形象的比喻來說：嫦娥三號相當于在華北平原著陸，嫦娥四號則相當于在崇山峻嶺的云貴川地區(qū)著陸。

經(jīng)過近兩年的論證，嫦娥四號最終將奔向月球背面，開啟探月全新旅程！

2．對研究地球的早期歷史有重要價值

計劃年底發(fā)射的嫦娥四號將登陸月球背面南極附近的艾特肯盆地，將世界首個在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器。艾特肯盆地是太陽系最大的環(huán)形山，也是個古老的區(qū)域，直徑2500千米，最深處為9000米，可能含有許多月球初始的信息，保存了太陽系形成之初的寶貴信息，極具探索價值！

且月球背面具有不同于月球正面的地質構造，多“山”多“谷”，對研究月球和地球的早期歷史具有重要價值。因為地球上經(jīng)歷了多次滄海桑田，早期地質歷史的痕跡早已消失殆盡。因此，對月球背面開展形貌、物質組成、月壤和月表淺層結構的就位與巡視綜合探測，不僅可促進對月球早期演化歷史的新認知，對研究地球的早期歷史也有重要價值。

3．背面是監(jiān)聽宇宙深處微弱電磁信號的凈土

接收遙遠天體發(fā)出的射電輻射是研究天體的重要手段，稱為射電觀測。由于這些天體的距離遙遠，電磁信號十分微弱，在地球上，日常生產(chǎn)生活的電磁環(huán)境會對射電天文觀測產(chǎn)生了顯著干擾，因此天文學家一直希望找到一片完全寧靜的地區(qū)，監(jiān)聽來自宇宙深處的微弱電磁信號。

由于被地球潮汐鎖定（潮汐鎖定發(fā)生在重力梯度使天體永遠以同一面對著另一個天體；例如，月球永遠以同一面朝向著地球）、月球的自轉與公轉周期相同等原因，在地球上永遠看不到月球的背面。月球背面可屏蔽來自地球的各種無線電干擾信號，因而在那里能監(jiān)測到地面和地球附近的太空無法分辨的電磁信號，研究恒星起源和星云演化，有望取得重大天文學成果。

（二）月球背面如何與地球取得聯(lián)系？

地球與月球背面中間永遠隔著一個月球，那落在月球背面的嫦娥四號又如何與地球取得聯(lián)系呢？這就需要中繼衛(wèi)星，也就是我們已經(jīng)先行“鋪路”的“鵲橋”。

說起中繼衛(wèi)星，大家最熟知可能是2017年結束了20年使命的“卡西尼”號土星探測器。當時陪伴“卡西尼”號一路風雨同舟前往土星的還有“惠更斯”號，惠更斯”號并沒有直接和地球通信的能力，因此“惠更斯”號的所有數(shù)據(jù)都通過“卡西尼”號中繼。簡單說，就是“卡西尼”號接收來自“惠更斯”號的信號，而后“卡西尼”號調(diào)轉天線，向地球發(fā)送“惠更斯”號的信息。

同理，“鵲橋”的名字就不用多做解釋了吧。那么問題又來了，“鵲橋”究竟是如何“鋪路”的？

在這個問題之前，我們要先知道一個概念：拉格朗日點。在天體力學中，拉格朗日點是限制性三體問題的5個特解。大致示意圖是這樣的：

（5個拉格朗日點的示意圖，這5個點在運動中可以保持與兩個天體的相對位置不變——圖略）

兩個天體環(huán)繞運行，在空間中有5個位置可以放入第三個物體（質量忽略不計），并使其保持在兩個天體的相應位置上。理想狀態(tài)下，兩個同軌道物體以相同的周期旋轉，兩個天體的萬有引力提供在拉格朗日點需要的向心力，使得第三個物體與前兩個物體相對靜止。也就是說，從地球（地面站）和月球（嫦娥四號）的角度來說，在這五個點上的衛(wèi)星看起來是靜止不動的。

而相比地球中繼衛(wèi)星，“鵲橋”號中繼衛(wèi)星則站的更高，且要探測月球背面，所以選擇的是地月拉格朗日點L2。但是如果“鵲橋”在L2點上，隔著月球，仍然無法與地球取得聯(lián)系，所以“鵲橋”選擇在地月L2點暈軌道運行。在這個軌道上運行的“鵲橋”可以和地月保持相對穩(wěn)定靜止狀態(tài)，因而能節(jié)省衛(wèi)星燃料，延長壽命?！谤o橋”一年只需消耗2千克燃料，并且比運行在其他軌道都要省許多測控方面的事。

從地球到達L2點常用兩種方案：一是直接轉移，從地球直接經(jīng)過地月轉移軌道飛到L2點附近；二是月球繞掠，飛經(jīng)月球是借助月球引力“拐個彎”再飛到L2點，這樣省燃料，但耗費時間長。對無人探測任務來說，路上多走一兩天時間根本不是事兒，但是節(jié)省燃料就重要多了，所以“鵲橋”采用第2種方案。

它分三步走，耗時24天，而一般的月球飛行器一般用時4-5天。

第一步：5月21日，“鵲橋”升空，從地球飛到月球軌道（4天）；

第二步：“鵲橋”從月球軌道飛到地月L2點附近（4天）；

第三步：從地月L2點附近飛到地月L2暈軌道，6月14日進入使命軌道（16天）。

至此，“鵲橋”已成為世界第一顆運行在地月L2點暈軌道的月球中繼衛(wèi)星。

（三）“鵲橋”有何與眾不同之處？

1．“鵲橋”裝備了具有高智能化水平、全天候、全天時、全空域運行能力的光纖陀螺慣性測量單元，從而擺脫了之前航天器姿態(tài)敏感器需要借助地球、太陽等天體來定位的束縛，大大提升其軌道控制能力。

在“鵲橋”1000米/秒高速在軌飛行過程中，其速度控制精度誤差不大于0.02米/秒，這種超強的自主控制能力，讓地面實施軌道控制周期為7天左右一次，為長期穩(wěn)定運行奠定了基礎。

2．“鵲橋”采用了多安全備份遙測遙控指令設計，即為“鵲橋”備好多部“手

機”。地面工作人員可同時給這幾部“手機”打電話，發(fā)出相同的遙測指令，可有效規(guī)避“因距離遠或其他未知因素”造成的信號中斷、信息傳送不準確等問題。

3．它還采用了S頻段數(shù)字化深空應答機。它是中國首臺數(shù)字化深空應答機，具有對錯誤數(shù)據(jù)自我修正的功能，其靈敏度、信號捕獲能力等性能更為強大。

4．裝備史上最大傘狀天線。由于嫦娥四號落月探測器體積較小，所以配備的天線也不大，通信信號較弱。為此，“鵲橋”的通信分系統(tǒng)裝有大型傘狀高增益天線和螺旋狀中增益天線，設置了多種不同碼速率。它們具備自適應數(shù)字調(diào)節(jié)能力，從而能克服嫦娥四號信號微弱、不穩(wěn)定等帶來的信號捕捉困難。

“鵲橋”的最大特征就是采用4.2米口徑的高增益?zhèn)銧顠佄锩嫣炀€（星載天線金屬網(wǎng)），這是人類深空探測任務史上最大口徑的通信天線。該天線采用整星零動量控制方式，可以實現(xiàn)對地、對月、對日和對慣性空間任意目標指向與跟蹤的三軸穩(wěn)定控制，為著陸器、巡視器與地面站之間的測控與數(shù)據(jù)傳輸提供了有力支撐。

它在地、月、星之間建立了三條鏈路——對月前向鏈路、對月反向鏈路以及對地數(shù)傳鏈路，這三條鏈路可以實現(xiàn)“鵲橋”與后續(xù)發(fā)射的嫦娥四號探測器的雙向通信，以及“鵲橋”與地面的通信。

5．“鵲橋”上還裝載了荷蘭的低頻射電探測儀。它能與位于地球上荷蘭境內(nèi)的低頻天文陣列等地面天文觀測設施聯(lián)合，首次開展43萬～46萬千米基線的地月空間甚長基線干涉測量實驗（甚長基線干涉測量是把幾個小望遠鏡聯(lián)合起來，達到一架大望遠鏡的觀測效果）。

它還將與嫦娥四號著陸器上中方研制的低頻射電頻譜儀之間形成干涉測量，有望對來自宇宙黑暗時代和黎明時期的21厘米氫譜線輻射進行探測，研究在宇宙大爆炸后的幾千萬年到一兩億年間，宇宙如何擺脫黑暗，點亮了第一顆恒星。

6．“鵲橋”攜帶了一個1.6千克、170毫米大孔徑激光角反射鏡，由中山大學研制。它能配合地面0.5米激光發(fā)射望遠鏡和1米激光接收望遠鏡，進行精度優(yōu)于15毫米的單程測距。

這是人類歷史上最遠距離的純反射式激光測距試驗，達46萬千米，可使人類激光測距的紀錄再增加約8萬千米，并承擔“天琴計劃”的先導性研究工作。其原理是將高度同向性脈沖激光束射向放置在衛(wèi)星表面的角反射鏡，通過發(fā)送、接收時間差計算出星地距離。目前掌握這項技術的國家不多，因為在40萬千米左右以外找到并瞄準小小的激光反射鏡，難如大海撈針。

結語　

嫦娥四號有三大任務：對月球背面的環(huán)境進行研究；對月球背面的表面、淺深層、深層進行研究；用低頻射電探測儀探測宇宙天體。而據(jù)說，嫦娥四號要實現(xiàn)這三項任務，需突破四項關鍵技術：一是復雜地形環(huán)境條件下的安全著陸；二是地月L2點暈軌道設計與控制；三是地月L2點遠距離中繼通信；四是同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用。

而今，“鵲橋”中繼衛(wèi)星和嫦娥四號探測器均順利升空，嫦娥四號也要在月背著陸了，我們期待著它們的好消息。 

美國人問探月總師：這個能否多留兩年，我們也想用

來源：觀察者網(wǎng)世界先進制造技術論壇

2019年1月11日，國家航天局對外宣布嫦娥四號任務取得圓滿成功。至此，中國探月工程取得了“五戰(zhàn)五捷，連戰(zhàn)連捷”的成績。

《面對面》記者14日專訪中國探月工程總設計師吳偉仁，聽他講述圓滿成功背后，不為人知的故事。

2018年8月15日，中國國家國防科技工業(yè)局探月與航天工程中心在北京釣魚臺國賓館舉行儀式，吳偉仁在儀式上介紹嫦娥四號月球車。

嫦娥四號放有美國信標機，事先將著陸時間地點告知美國

由于被地球潮汐鎖定，地球強大的引力讓月球永遠只是同一面對著地球。因此，人類雖然成功登月，但月球背面卻始終保持神秘，因為飛臨月球背面的人類探測器無法直接與地球通信。登陸月背，不僅要面對它與地球相隔遙遠的地月距離，而且還隔著通信信號無法穿透的月球球體。怎么解決這個難題，是嫦娥四號計劃能否實施的關鍵環(huán)節(jié)。

探月工程找到的辦法，就是在嫦娥四號和地球之間架設一個鵲橋。也就是發(fā)射一顆中繼星到達一個既能看到地球，又能看到月球的地點，承擔在月球背面和地球之間建立通訊的中繼任務。起初，得知中國要發(fā)射中繼星并探測月背時，美國科學家在一次國際會議上向吳偉仁提出了合作請求。

美方提出，能不能延長中繼星的使用壽命，能不能在嫦娥四號上放美方信標機。

吳偉仁表示，都沒問題，都可以解決。

吳偉仁：我們問美國人要中繼星工作時間長一點干什么。他不好意思地說，他們準備到月球背面去，中繼星延長一下使用壽命，到時候他們也可以用。我說，我們的嫦娥四號以后可以給你當信標機。

在確定了嫦娥四號的探月計劃和時間后，美方還提出了一個請求，希望能預先獲知著陸時間和地點，讓自己的衛(wèi)星能調(diào)整到著陸點上空，記錄著陸瞬間的精確信息。

記者：如果結合現(xiàn)在國與國之間各種各樣的關系，我可以不告訴你？

吳偉仁：我也可以不告訴，但是我想我們大國還得有大國的姿態(tài)和氣度，對美國來說這是千載難逢的機會，它一直想測隕石撞擊月球，能夠揚起月塵的狀態(tài)，這個很難，概率太小了，很難實現(xiàn)。但這一次我們有這么一個機會，所以美國人就希望抓住這個機會，我們愿意提供給他們。

記者：您覺得考慮這個問題，是從科學的角度來看待這個問題，還是說有國界的科學家角度看待這個問題？

吳偉仁：兩國的科學家還是希望在一起合作的，當然我們自己拍下來了，這個揚塵我們自己測下來了，但是美國人可以從另外更宏觀的角度來測量，這個成果應該雙方共享。

另外，此次嫦娥四號攜帶的科學儀器設備不僅來自中國，還有來自其他國家的。因為很多國家都提出要跟中國合作，所以，嫦娥四號共有五六種國際合作的載荷。

記者：我們國家花了這么多錢，用了這么多科學家做這件事，為什么要幫著人家做載荷？

吳偉仁：近幾百年中國落后了，那么從近現(xiàn)代科學技術應該說，我們還是受益于西方國家的，我們沐浴了世界科技發(fā)展的雨露，我們享受世界科技發(fā)展的恩惠?，F(xiàn)在我們有能力了，我們經(jīng)濟發(fā)展了，我們科學技術也在逐漸追趕世界科技發(fā)展步伐。就像習總書記講的，大國要有大國的擔當，我認為我們現(xiàn)在應該對世界科學技術作出貢獻，有所貢獻的時代，我們完全可以做到這一點。

千叮萬囑，工人師傅揮淚送別月球車

嫦娥未動，鵲橋先行，2018年6月14日，“鵲橋”中繼衛(wèi)星進入環(huán)繞距月球約6.5萬千米的地月拉格朗日L2點的使命軌道，成為世界首顆運行在地月拉格朗日L2點Halo軌道的衛(wèi)星。這意味著，“嫦娥四號”終于可以行動了。

吳偉仁：第二天探測器就要送到火箭上去了，技術工人師傅非常感慨，送上車之前專門摸著探測器和月球車，告誡它“要聽話，一路走好，不要走偏了，不要摔下去了”。說這些話時，工人師傅都掉著眼淚。工人師傅干了幾年了，很有感情，就像送自己孩子一樣。

記者：您也是？

吳偉仁：對，我們好多人都這樣，就像把自己的孩子送到遠方。

記者：在上面再也回不來了是嗎？

吳偉仁：回不來了。

記者：要不然臨走的時候那么好好囑咐？

吳偉仁：所以工人師傅很感慨的。

一個民族需要仰望星空，中國深空探測將越飛越遠

嫦娥四號成功落月之后，相繼完成了中繼星鏈路連接、有效載荷開機、兩器分離、巡視器月午休眠及喚醒、兩器互拍等任務。每一個舉動、每一步都吸引著世界的目光。2019年1月11日，國家航天局宣布，嫦娥四號任務圓滿成功。至此中國探月工程取得了“五戰(zhàn)五捷，連戰(zhàn)連捷”的成績。

吳偉仁表示，現(xiàn)在我們還在月球附近，下一步我們要到火星附近，再往后，我們要向太陽系邊際發(fā)展，距離地球150億公里左右。

記者：有沒有聽到過這些話，自己很多問題還沒解決，跑那么遠搞那些跟自己一點關系都沒有的事情，干什么？

吳偉仁：有很多人都這么說，當然我們自己的事情要搞好，比如現(xiàn)在我們國家?guī)浊f人口還沒脫貧，這是應該解決的。但是，我們也應該瞄準更遠的深空。有一個哲學家說過，一個民族如果不抬頭仰望星空，只埋頭腳下的事情，這個民族是沒有希望的，也是沒有未來的。我們有13億人，我們是一個大國。我希望在我們這一代或者下一代能夠把我們這個航天大國變成一個航天強國，現(xiàn)在我們說追趕世界先進水平，下一步我們能夠領先世界水平，那是我們這幾代人的夢想。 

嫦娥四號軟著陸，離不開這個“硬”家伙

來源：中科院之聲 

作者：司永禮 姚潔

2019-01-12

小科和小固是一對好朋友，一天，兩人聊起了關于嫦娥四號的一些事。

小科：小固，2019年開門紅，我們國家最近發(fā)生了一件大事，你知道嗎？

小固：當然知道啦！2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面，實現(xiàn)了人類探測器首次月背軟著陸。這是人類航天史上的一項壯舉，是人盡皆知的大事！

小科：我還聽說，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所（以下簡稱固體所）參與了此次嫦娥四號著陸任務，還起到不小作用呢！

小固：哈哈，要低調(diào)，低調(diào)。

小科：來給我詳細說說嘛！讓我也長長見識！

小固：那好吧！那讓我們從這次的探測器著陸開始講起吧！

眾所周知，月球背面就像一個“盾牌”，為地球擋住了隕石的直接撞擊。因此，月球背面隕石坑的數(shù)量遠遠多于正面，而且月面布滿溝壑、峽谷、懸崖，平坦區(qū)域極少，這為嫦娥四號探測器月球背面軟著陸帶來了巨大挑戰(zhàn)。通俗地講，嫦娥三號相當于在華北平原著陸，嫦娥四號則相當于在崇山峻嶺的云貴川地區(qū)著陸。

由于月球空氣稀薄，嫦娥四號探測器無法用降落傘著陸月球表面，這就需要借助特殊的著陸裝置。

小科：哇！就是你們固體所專門為月背探測自主研發(fā)的軟著陸用關鍵產(chǎn)品——“高效吸能合金拉桿”嗎？

小固：你知道的還真不少呢！沒錯，我們也稱它為“緩沖拉桿”。緩沖拉桿安裝在嫦娥四號探測器的輔助著陸腿上，共有16根。

探測器著陸的時候四條主腿會受到相應的外界載荷，緩沖拉桿通過自身的塑性變形，把這種沖擊力轉變?yōu)槔瓧U的塑性變形的功，從而通過犧牲自己保護探測器上所攜帶的精密儀器設備。

鑒于在著陸中起到的負載、吸收能量、減緩沖擊力、保障探測器安全著陸等重要作用，因此，緩沖拉桿被確定為“嫦娥四號”著陸系統(tǒng)的“關鍵重要部件”。

小科：它具體是怎么發(fā)揮作用的，快來給我說說！

小固：當嫦娥四號探測器著陸時，面臨四條主著陸腿落地時間不一、沖擊力分布不均帶來的巨大風險，在極端條件下部分拉桿將承受更為強烈的沖擊拉伸作用。因此，拉桿必須高效、可靠、穩(wěn)定地發(fā)揮吸能作用。

與此同時，由于著陸機構的整體重量受到嚴格約束，拉桿須在有限的質量、體積、尺寸和塑性變形條件下吸收盡可能高的能量，拉桿材料必須具備極高的塑性變形能力、適中的抗拉強度和穩(wěn)定的力學響應行為。

簡單來說，在力學實驗機上，普通金屬桿一拉就會斷裂，而我們研制的緩沖拉桿可以像橡皮泥一樣被均勻拉長，最大拉伸長度可達自身長度的80%到110%。也就是說1米長的拉桿最多可被拉倒2.1米長。

小科：哇，這豈不就像《海賊王》里路飛的手臂一樣，堪稱“鋼鐵橡皮泥”呀！那么，緩沖拉桿有什么技術難點呢？

小固：拉桿材料最大的難點就是，它既不能太強，也不能不強。

因為它有兩個最重要的技術指標——“強度”和“塑性”是相互制約的，共同作用于拉桿的吸能本領。主著陸腿著陸時受到?jīng)_擊載荷，此時通過拉桿的塑性變形吸能抵消外界的沖擊功，從而保護探測器上所攜帶的精密儀器。

力和位移曲線所包含的面積大小代表拉桿材料吸能能力的好壞。吸能大小一方面取決于曲線的高度（即拉應力），一方面取決于曲線的長度（即變形量）。曲線不能太高、也不能太低，太高或者太低都不能起到保護作用；同時又要保證曲線足夠長，使它的面積足夠大，才能產(chǎn)生足夠的吸能性，這要求它的塑性變形能力就要特別地好。這是緩沖拉桿最大的難點。

小科：那么我們科研人員是怎樣克服這些難點，達到航天材料的要求呢？

小固：為研制這種塑性好、強度適中、重量輕的材料，固體所的科研人員經(jīng)過6年時間的攻關，突破了拉桿產(chǎn)品多項熱加工關鍵技術，建立了完善的工藝體系和質量管理方法，有效保證了拉桿產(chǎn)品服役性能的可靠性、穩(wěn)定性和一致性。

在拉桿材料組織與性能調(diào)控、拉桿結構設計以及各項工藝技術等方面取得了多項創(chuàng)新性成果，終于設計并制備出了各項性能指標及空間環(huán)境適應性均優(yōu)于技術要求的材料及產(chǎn)品。

緩沖拉桿材料的性能特點總結起來就是：高塑性（延伸率可達80~110%）及適中的強度（600~850MPa）；良好的吸能性（高達30kJ/kg）；較低的應變率和溫度敏感性。

緩沖拉桿材料與傳統(tǒng)的材料相比，一方面是“強度”和“塑性”的積拿捏的正好。

例如，傳統(tǒng)工程材料中，不銹鋼的強度和塑性較好，但吸能性欠佳；銅、鋁這些生活中常見的延展性良好的材料，強度卻很低。很難找到能夠滿足“在有限塑性伸長條件下吸收足夠沖擊能”的材料。

而拉桿材料的強塑積剛剛好。

另外一方面，拉桿材料對溫度變化不敏感，具有很強的空間環(huán)境適應性。由于月球表面沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率極低，因此月球背面的溫度可低達-183℃。而對于一般金屬材料來說，當溫度低于韌脆轉變溫度時，材料就由韌性斷裂轉變?yōu)榇嘈詳嗔?，斷裂時幾乎不發(fā)生塑性變形。

拉桿材料無明顯的韌脆轉變溫度，在極低的溫度下依然具有優(yōu)異的力學性能——良好的塑性和適中的強度，這為嫦娥四號在月背軟著陸提供了可能。

小科：其中的艱辛我想不說大家也應該感受到了。我們的科研人員真是不容易呢！

嫦娥四號任務結束了，我們固體所的科研人員，下一步有什么計劃呢？

小固：目前，固體所正在承擔“某新型探測器”著陸機構緩沖元件的研制任務，目前已進入正樣研制階段。在該著陸機構的兩個核心吸能元件中，拉桿材料是唯一的緩沖材料。固體所針對這兩個吸能元件不同的服役特點和技術要求，對拉桿材料組織和性能調(diào)控方法進行了大膽嘗試，在材料綜合力學性能和單位質量吸能性等方面取得了新突破，為該著陸機構減重提供了重要支持。

小科：我忍不住要為固體所的科研人員點上100個贊！

謝謝小固，也希望我們今后的科學研究在深空探測領域發(fā)揮更加重要、長遠的作用！ 

嫦娥四號和玉兔都“醒了”

來源：人民日報客戶端

2019-01-31 

記者從國家航天局獲悉，1月30日20時39分，嫦娥四號著陸器接受光照自主喚醒。此前，“玉兔二號”巡視器于29日20時許完成自主喚醒。兩器在月球背面成功經(jīng)受極低溫環(huán)境考驗，根據(jù)太陽高度角變化擇機自主退出“月夜休眠模式”，關鍵設備按預定程序相繼通電開機，安全度過首個月夜。此外，著陸器上配置的同位素溫差電池為月夜溫度采集器順利供電，保障該采集器于測點位置成功監(jiān)測第一月夜溫度變化情況，我國探月工程首次獲取月夜溫度探測數(shù)據(jù)。

目前，巡視器位于著陸器西北約18米處。兩器正常工作，通過“鵲橋”中繼星與地面通訊和數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)穩(wěn)定。根據(jù)第一月夜溫度探測數(shù)據(jù)，月表溫度在月夜期間最低達到-190℃。長時間低溫環(huán)境，對月球探測器“生存”形成嚴峻挑戰(zhàn)。此次嫦娥四號通過配置同位素熱源，在月夜期間持續(xù)為探測器供應熱量，成功解決月夜無光照和低溫難題。

月球上的一個晝夜相當于地球上約28天。在第一個月晝里，嫦娥四號著陸器、巡視器圓滿完成工程任務，科學載荷順利開機工作，由多個國家和組織參與的科學探測任務陸續(xù)展開。著陸器地形地貌相機對著陸區(qū)域進行了環(huán)拍，獲得了彩色全景圖。在第二個月晝里，著陸器和巡視器上的科學載荷將按計劃繼續(xù)開展科學探測。

嫦娥四號成功自主喚醒 迎月球上第八個“工作日”

來源：中央廣播電視總臺

2019-07-28

國家航天局消息，嫦娥四號著陸器于7月26日19時12分成功完成喚醒設置，進入第8月晝工作期。著陸器搭載的月表中子及輻射劑量探測儀、低頻射電頻譜儀等科學載荷將陸續(xù)開機，按計劃開展有效科學探測工作。

此前，玉兔二號月球車已于7月26日3時59分收到正常遙測信號，成功自主喚醒，巡視器搭載載荷全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀、中性原子探測儀在本個月晝期間將重新開機工作。隨后，玉兔二號將按照科研人員已規(guī)劃的行走路線，繼續(xù)開展巡視探測任務。