前面我们讲过嫦娥六号着陆月球背面盆中盆,着陆难度空前。大家可能并不清楚,未来要实施的嫦娥七号着陆难度比嫦娥六号还要大,可谓是要挑战地狱难度。到底有多难呢?我是东城观星,再跟大家聊聊中国探月的话题。
按说,嫦娥七号着陆地点在月球正面,不应该比降落月球背面的嫦娥六号更难吧。正常来说,正面降落确实比背面降落更简单。但是嫦娥七号要降落的地点是在南极点附近,那里的地形非常复杂,不是高山就是深坑,很难找到大面积的平坦区域,想找个降落的地点都非常不易。以前的月球探测器选择的月球着陆地点,至少也是方圆几公里的平坦区域,但在南极却找不到这么大片的平坦区域适合着陆。
在月球南极,哪怕是白天,太阳高度也会非常低,就类似于刚刚跳出地平线的那种感觉,甚至只有半个太阳露出地平线。这么低的太阳,阳光很容易被山体和石头给挡住,一些低洼地带是永远都照不到阳光的,也被叫做永久阴影区。永久阴影区里倒是有一些平坦区域,但那里没有阳光、温度还低的可怕,航天器降落到里面,很快就会报废。在南极能长时间照射到阳光的不是平坦区域,而是那些相对崎岖的高地。在能长时间照射阳光的那些高地中选择一个着陆地点,这就大大限制了着陆区域的大小,一般方圆百米的平坦高地就算是很不错的着陆地点了。
方圆百米左右的着陆地点,将大大提高探测器的着陆难度,对降落定位精度的要求大概是之前探测器的百倍以上。如果仅仅是这样,也还算不上是地狱难度。由于月球南极地形崎岖不平,太阳高度又很低,再加上月球的自转,南极大多数区域并不会一直都有阳光,而是时不时被阴影给遮挡。探测器要选在不被遮挡的时间降落下去,而且最好是刚刚脱离遮挡的时间段,就类似于选择早晨着陆,白天干活,这样才能留出更多时间来探测。这就要求嫦娥七号探测器,不仅要做好高精度精准着陆,还要做到定点准时着陆。
换句话说,以前着陆,只需要选择好着陆地点就行,时间上相对比较宽裕,早两天晚两天都不会影响太大。但是着陆南极,就需要把握精确的着陆时间。跟地球上发射火箭一样,着陆南极是有窗口期的,错过窗口期,就不能着陆了,只能等待下一个窗口。
怎么样,听起来挺难的吧。这些困难都是以前的探测器所没有遇到过的,需要嫦娥七号自己去挑战,能否成功?非常考验中国航天的技术水平。当然,这些还不算完,还有更多的困难需要克服。
嫦娥七号降落月球难度远超嫦娥六号,不仅着陆精度进一步提高,着陆时间也有特殊要求,稍有不慎就会任务失败。除此以外,嫦娥七号精准着陆,对导航的要求也更高了。
降落精度提高两个数量级,也就是精度提高一百倍,并不是靠探测器自身提高控制精度就能实现的。需要在月球上打造高精度的导航系统。就像在地球上,要想获得高精度的定位坐标,不仅要提高卫星的技术水平,还要建设导航卫星星座,通过多个卫星甚至结合地面基站,来提高定位精度。嫦娥七号对定位精度的要求比以往高百倍甚至千倍,以前的粗略导航就无法满足要求了。在它降落的过程中,必须要有一个高精准的导航星座为它服务,不仅要地点准确,还要时间准确。
此外,嫦娥七号着陆南极还有一个很大的难题,那就是自主识别地形。对于嫦娥三号、四号、五号、六号来说,都有一个着陆地点识别的功能,通过对着陆地点的识别来确定落地点。嫦娥七号自然也有这样的功能,但是嫦娥七号这个功能实现起来却比较困难。前面我们说了,月球南极的太阳始终停留在地平线附近,阳光很容易被高地和石头所遮挡。
嫦娥七号着陆的地方,不同时刻,光照条件是不一样的,光照条件不一样,拍出来的照片就会有区别。对于靠照片来识别着陆地点的嫦娥七号来说,有阴影和没有阴影的照片识别起来还是有难度的。为了降低这个难度,那就需要拍摄到跟着陆时刻光照完全一样的高清照片,作为着陆地点识别参照。而这样的照片,以前是没有的,只能自己去拍摄。所以嫦娥七号到达月球轨道以后,并不会急着降落,而是要持续一段时间对要着陆的区域进行拍照留念。把这些不同时刻的高清图片整理出来以后,再正式确定着陆方案。拿到跟着陆时刻光照条件一样的高清照片,才能有效指挥探测器精准着陆。
嫦娥七号降落以后,还要把月球车释放出来做巡视探测。这个巡视探测也非常考验技术。因为就像刚刚说的,月球南极的光照条件非常复杂。月球车可能走着走着就会被阴影给盖住,从而不能有效获得阳光,温度也会迅速下降。为了让月球车更好地工作,就需要嫦娥七号没降落的环绕器不断对该区域进行拍照考察。通过考察找到阳光照射的规律,从而指挥月球车躲开阴影,尽可能利用更长时间来进行工作。换个角度来说,就是月球车要跟周围的石头影子躲猫猫,总能在阴影来临之前离开这个区域,总能在有阳光的区域活动,这样才能获得更多的工作时间,拿到更多的探测成果。
总之,嫦娥七号相对于嫦娥六号来说,难度更高,收获也会更大。让我们期待嫦娥七号任务的顺利开展吧。
今天的介绍就到这里,我是东城观星,关注我,定期给大家讲点高科技的知识。
经常去月球和嫦娥约会的人都知道,嫦娥还是挺美的[静静吃瓜]
胡说八道,没讲到重点,七八号是验证月球站