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解讀:為什么嫦娥四號繞月時間比嫦娥三號長?

2019-01-07 20:34   瀏覽:3056 次    來源:@中國探月工程
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2018年12月8日2時23分,嫦娥四號探測器發射升空,2019年1月3 日10時26分, 嫦娥四號探測器成功軟著陸在月球背面預選區域。嫦娥三號自發射到著陸月球用了13天,而嫦娥四號用了26天,這是為什么呢?今天我們一起解讀其中的科學原理。

等待月晝充能量

月球自轉的周期是28天,為了讓探測器落到月球上就能得到充分的太陽光開展工作,因此就必須要讓它在月球著陸區的白天著陸。而嫦娥四號近月制動之后,運行的軌道面到著陸區上方的時候正好是著陸區的晚上,因此嫦娥四號要持續繞月飛行一段時間,才能趕在月背的白天實施著陸。那么發射時間晚幾天不就可以減少嫦娥四號的在軌等待時間了嗎?

嫦娥四號著陸器拍攝的玉兔二號

發射窗口限制多

為獲取最大的運載能力,嫦娥四號的發射窗口要考慮很多約束條件,使其與日、地、月的相對關系滿足任務需求。例如,奔月軌道需要調整近月點經度和飛行時間,讓環月軌道臨近著月點上空,為登月創造條件;奔月飛行過程中,要考慮太陽能帆板的受曬問題,要求太陽光入射方向與太陽帆板之間的夾角保持在一定范圍內。此外在飛行和著陸過程中,還要考慮連續測控問題。其形成發射機會的交集只在2018年12月8日和9日各有2次,正所謂“過了這村就沒這店”。

同時,嫦娥四號的工作需要鵲橋中繼星的配合,對各自的發射時間給出了進一步的限制。因此,嫦娥四號之所以要在月球附近“等天亮”,很大程度上是由軌道與發射窗口的限制所決定的。

在軌測試求精細

在這42萬公里的行程中,嫦娥四號還要按需調整飛行速度和軌道機動參數,而且在接近月球的過程中,還會有相應的科研測試項目。嫦娥四號繞月期間一些設備需要開機進行測試,有足夠的時間,才能讓測試更完整,準備更充分。嫦娥四號進入環月軌道以來,進行了2次環月軌道修正,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,為實施月球背面軟著陸做好準備。

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