嫦娥三号携带红外光谱议等8台科学仪器 实现我国航天领域新突破

　编者按：在北京航天飞行控制中心的指挥调度和精准控制下，嫦娥三号完成了奔月、绕月、落月和巡月一连串惊险而精彩的动作。据中国科学院月球与深空探测总体部副主任邹永廖介绍，嫦娥三号着陆器和巡视器上都各自携带了4台仪器，主要为了完成三大科学任务。
　　
　　嫦娥三号8台仪器渐次开工
　　
　　16日上午9时30分左右，嫦娥三号的8台科学仪器已经有5台开始工作。嫦娥三号带上月球的人类首台月基光学望远镜开机工作。巡视器在行走过程中，通过全景相机获得分辨率很高的地形地貌照片。利用测月雷达获取月壤层30米和月表浅层结构100米的精细结构，分辨率分别是厘米级和米级。同时利用搭载在月球车机械臂上的探测仪器——粒子激发X射线谱仪来获取探测点的主要元素，同时也利用另外一台红外光谱议获得矿物成分，这样月球车就能最终完成它的科学探测任务了。
　　
　　一是对地形地貌和地质构造的探测和研究，二是对月球的物质成分以及一些有用资源的勘察与研究，三是利用着陆器的平台开展月基光学望远镜的观测和对地球等离子体层的探测。
　　
　　月球车的设计寿命是3个月，它很有特色的一点是对地球等离子体层的探测。嫦娥三号着陆器上安装了一台极紫外相机，它的波段在30.4纳米，这是一个很独特的相机，一是定点对地球等离子体的探测，二是对地球长时间观测，三是对地球等离子体层成像。这些将有利于研究太阳活动对地球空间环境的影响，并最终应用于空间天气的预报方面。
　　
　　他说，在落月过程中，着陆器上携带的降落相机已经完成降落期的拍摄工作，获取了距月球3公里左右高度至月面的照片；15日，着陆器上的地形地貌相机开启，拍摄出巡视器的前貌；巡视器上的全景相机也已打开，完成了对着陆器的拍摄；巡视器上的测月雷达已开始获取月表浅层结构中的科学信息，效果非常好；今天上午9点半左右，着陆器上的月基光学望远镜开机，图像很清楚。
　　
　　剩余的三台设备是搭载在着陆器上，用于对地球等离子体层成像的极紫外相机，搭载于巡视器上用于获取探测点主要元素的粒子激发X射线谱仪，以及用于获得矿物成分的红外光谱议。这些设备将在接下来的探测中陆续开始工作。
　　
　　科学探测任务陆续展开
　　
　　随着嫦娥三号两器分离和互拍成像，嫦娥三号任务取得圆满成功。国防科工局新闻发言人吴志坚在国新办今天举行的新闻发布会上介绍了相关情况。
　　
　　吴志坚说，嫦娥三号任务的圆满成功，标志着我国探月工程“绕、落、回”第二步战略目标的全面实现，在我国航天事业发展中具有重要里程碑意义。这次任务在动力下降、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信等方面，突破了一批重大关键技术，取得了一批具有自主知识产权的科技成果，实现了我国航天领域的“七大创新”：首次实现我国航天器在地外天体软着陆；首次实现我国航天器在地外天体巡视勘察；首次实现对月面探测器的遥操作；首次研制我国大型深空站，初步建成深空测控通信网；首次在月面开展多种形式的科学探测；首次实现探测器在极端温度环境下的月面生存；研制建设了一系列高水平特种试验设施，创新形成了一系列先进试验方法。
　　
　　吴志坚介绍说，嫦娥三号着陆器设计寿命1年，巡视器设计寿命3个月。目前嫦娥三号已经开始着陆器的就位探测和巡视器的自动巡视勘察，科学探测任务陆续展开。后续还将面临120摄氏度至零下180摄氏度极端温度环境下的月面生存考验。“我们期待嫦娥三号能够传回尽可能多的数据，进一步丰富人类对月球的认知”。
　　
　　同时他透露，嫦娥三号任务成功后，工程技术人员正在对嫦娥四号进行适应性改造，对它的工程和科学目标进行优化，使它能够为嫦娥五号的任务验证部分关键技术。探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回，任务难度更大，要突破的关键技术很多，包括月面的起飞技术、月面采样封装技术、月球轨道交会对接技术及返回地球时高速再入返回技术，这都是我国以前没做过的。这一任务将由嫦娥五号和嫦娥六号来执行。目前嫦娥五号研制进展顺利，预计于2017年前后完成研制并择机发射。
　　
　　吴志坚表示，实施探月工程是遵循我国和平利用太空的一贯宗旨，在具备开展航天活动基本的物质条件、技术条件及经济许可的条件下所做出的选择。其目的是要从科学的角度了解月球，同时发展我国航天技术，带动相关的高新技术的发展。探月工程在航天工程技术方面要逐步突破环绕月球探测技术、月面软着陆和巡视勘察技术、自动采样返回技术。通过这些技术逐步建立和完善我国的探月科学和工程体系，为未来开展深空探测逐步积累技术基础。另外，探月工程所带来的高新技术的发展是多方面的，比如大推力运载火箭技术、深空探测和通信技术、遥科学技术、光电技术、人工智能和机器人技术以及新材料、新能源技术等。这些技术对于我们国家社会发展、科技进步都会发挥重要的作用。
　　
　　成功突破五大探月技术
　　
　　一是高精度月面视觉定位技术。巡视器月面遥操作要利用探测器下传的图像数据，进行高精度视觉定位，只有定位准确才能确定往哪里走，去哪里探测。他们采用数字图像处理技术和光束平差及视觉交会定位算法，实现了月面巡视器的高精度定位。
　　
　　二是月面巡视动态规划技术。月面环境复杂地形多样，巡视探测须结合实时获取的地形数据进行动态规划。技术人员设计了基于规划图的状态空间前向搜索算法，构建了三层规划模型，解决了路径规划与巡视勘察自动验证和动态改进的难题。
　　
　　三是巡视器行走控制技术。地面需要控制巡视器规避各类月面障碍，实现安全的月面行驶控制。中心通过建立月面综合环境模型，设计了里程最短、能源最省等最优路径搜索算法，控制巡视器实现盲走、自主规划避障等多种移动方式。
　　
　　四是巡视器可视化操作与控制技术。实现遥操作控制可视化是地面指挥决策的重要辅助手段。中心建成了月球车手动驾驶系统，应用立体显示技术，实现了人在回路进行控制的遥操作环境。
　　
　　五是多体制深空干涉测量数据处理技术。干涉测量信号处理是深空探测准确定轨的关键技术环节。针对佳木斯、喀什两个新建深空站干涉测量信号的处理，中心突破了差分单程测距、同波束干涉测量等数据处理技术，为探月轨道确定和月面高精度定位提供了新手段。