嫦娥四號發射的重大技術突破將有哪些?

據官方目前透露的消息,我們可以得出,嫦娥四號將是世界首顆實現月球背面軟著陸以及在月球背面實現巡視、探查等任務的航天器,對中國來講意義重大,據嫦娥系列探測器總師顧問葉培建院士說道:成功了,代表著中國在太空探測以處於世界頂尖水平,失敗了,失敗也沒關係,畢竟這是人類第一次也可以原諒,先別提什麼科學意義,從邏輯思維來看,落到月球背面的實際意義就一句話:我們人類未曾在月球背面留下「足跡」!

那麼嫦娥四號與嫦娥三號相比,有哪些重大技術突破呢?

1、 搭載了我國最新研製的低頻射線譜儀

此次嫦娥四號去掉了之前在嫦娥三號身上所搭載的「粒子激發X射線譜儀」,而裝備了中國科學院最新研製的低頻射線譜儀,據官方介紹,低頻射線譜儀在月球背面沒有地球電磁波的干擾下,可對嫦娥四號身處位置的空間環境和來自其他行星的低頻射電場進行探測,簡單來說就是「低頻射線譜儀」就是嫦娥四號的「耳朵」,可在月球背面「聆聽」來自宇宙深處的聲音。

2、 技術搭載方面的合理化

我們都知道,月球表面有較為寬闊的平原,即使是隕石坑底,也較為平整,而嫦娥四號此次要去的月球背面地勢更為複雜,晝夜溫差也更大,為此中國空間技術探測團隊針對於嫦娥四號做了相關改善,運用了熱電綜合利用技術以及同位素溫差發電,這使嫦娥四號在晝夜溫差更大的月球背面也能實現探測工作。

嫦娥四號其實相比於嫦娥三號最大的差別,不是技術方面的,而是探測意義方面,嫦娥四號將為中國在研究月球地形表面物質構造、月球內部結構以及地月空間等方面提供重要的參數數據,並且嫦娥四號也將繼續為中國提供更深層次的研究月球資源、構造、形成等重要信息!


嫦娥4號發射,其實是凝聚了中國空間技術發展近幾十年的成就,先進空間技術也多達幾十種甚至是上百個子集。我們簡單歸納三種。一是重型火箭發射技術。集中體現在長征系列運載火箭代表的先進推進技術,比如,大型三級液體捆綁火箭技術、火箭飛行控制技術,等等,都是中國推進技術不斷積累完善的結果。

(嫦娥四號發射升空)

二是運用了航天器在月球軟著陸技術。2013年「嫦娥3號」搭載的「玉兔號」月球車抵達月球時,運用的就是這項技術,這次「嫦娥4號」登月,同時運行得到,這其中有精密控制、遙感測量、空間通信的多項子技術融合在裡面。

(嫦娥四號有可能搭載月球車,就像美國探測火星的智能化探測車一樣展開巡航搜索)

三是運用了天體物理和化學樣品檢測技術。「嫦娥4號」在月球背面,要負責採集樣本,進行化學和物理學的研究,再將數據傳送回地球。這些技術看似與發射本身距離較遠,但是一輛月球車到了目的地不可能什麼事都不做,必須有配套的科研項目提前設置出來,樣品檢測方面的技術基礎,也是在發射前就必須具備的。因此,正是這些先進空間技術的積累,才保證了嫦娥4號發射的圓滿成功。

(月球背面確實很神秘,上圖展示了幾個可能登陸探測的區域)


航空航天專業的同學來回答以西這個問題。

雖然說嫦娥四號在月球表面軟著陸對於美國這樣的航天強國來說已經不是什麼大問題,甚至於對於中國來說,之前的嫦娥三號已經做過了一樣的事情【如下圖所示,就是在月球表面降落的嫦娥三號】,但是,這次的嫦娥四號任務也是用了一項之前誰也沒有做過的技術,那就是地月中繼衛星。

這顆中繼衛星就是2018年5月21日發射的「鵲橋號」地月中繼衛星【如下圖所示,就是鵲橋號中繼衛星】。那麼為什麼這顆衛星這麼重要呢?

簡單說,因為潮汐鎖定地原因,月球的背面永遠都是背對著地球的,所以說任何想要在月球背面登陸工作的裝置都需要解決一個問題,那就巨大的月球會隔在月球背面和地球之間,地球上的人要如何聯繫到月球背面的裝置。

所以說,這個時候就需要一顆衛星來作為中轉站,充當地球和月球之間的橋樑,只有這樣才能夠實現在月球背面的登陸和相關工作。

鵲橋號是世界上第一顆地月中繼衛星,這顆衛星需要飛行到被稱為L2點的位置,然後停在那裡,為嫦娥四號探測器或者更遙遠的未來的月球探測器提供信息的中繼【如下圖所示,就是這個所謂的L2點】。

這項工作是其他國家都沒有做過的,包括美國。美國雖然也在早期提出過相關的計劃,但是最後因為種種原因最後都擱淺了,我甚至於可以查到美國還論證了這種地月中繼衛星的可行性【下圖就是美國假想中的地月中繼衛星】,但是,目前中國確實在這個技術上做到了世界第一。

為什麼要飛到月球背面去?

這是因為月球背面長時間背對著地球,所以是一片乾淨的「處女地」,可以通過這片區域去研究地球的歷史和整個太陽系的歷史。同時,這片區域也因為背對著地球,所以地球上所有的無線電波都無法影響到這塊區域,是一片非常安靜的探測宇宙空間的地方。因此可以說,對月球背面的探索和利用意義十分重大。

而為了更好地研究這塊科研上的風水寶地,嫦娥四號上攜帶了低頻射電探測儀、中性原子分析儀以及全景相機、紅外成像光譜儀和測月雷達等等。其中,對月球展開能量中性原子的研究是首次。

總之,預祝嫦娥四號的探月之旅成功!
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