據(jù)《新華日報》報道：

8日凌晨，嫦娥四號探測器發(fā)射成功，開啟中國月球探測的新旅程——實現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸，開展月球背面就位探測及巡視探測。

“嫦娥四號”有哪些江蘇元素?為何在“月之背面”著陸進行科研活動?記者采訪了紫金山天文臺和南京航空航天大學專家。

中國科學院紫金山天文臺有“一雙眼睛”在觀測嫦娥四號的一舉一動。“嫦娥四號的預(yù)定著陸點是位于月球背面南極–艾特肯(SPA)盆地內(nèi)的馮卡門撞擊坑。SPA是一個直徑達2500千米，最深處超過13千米的超級大盆地。”中科院紫金山天文臺研究員季江徽介紹說，這是月球上已知最大、最古老、深度也最大的撞擊盆地，事實上，SPA盆地被認為很可能是整個太陽系內(nèi)最大、最古老的撞擊盆地，這里保存了原始月殼的巖石，具有極高的科學研究價值。

馮卡門撞擊坑位于SPA盆地的中部，直徑約186千米。該撞擊坑是SPA盆地中典型地貌類型，物質(zhì)成分和地質(zhì)年代具有明顯的代表性。撞擊坑內(nèi)的釷、氧化鐵、二氧化鈦等含量均較高，同時物質(zhì)組成的異?？臻g分布可能提供該地區(qū)火山活動及月殼活動線索，有利于開展月殼活動研究，并對月幔玄武巖起源研究有重要意義。艾特肯盆地底部有些區(qū)域為永久陰影區(qū)，無法見到太陽光，可能具有大量的水冰，為未來人類開發(fā)月球的理想之地。

“同時，馮卡門撞擊坑的南部地勢相對較為平坦，有利于嫦娥四號安全著陸。”季江徽表示，此外，月球背面非常適合開展射電天文觀測，可避免地球大氣和信號的干擾。

“嫦娥四號將通過低頻射電頻譜儀、測月雷達、中性原子分析儀等科學載荷，探測和研究月表和月表以下的淺層區(qū)域，有利于揭示著陸區(qū)附近月壤的厚度與月殼淺層結(jié)構(gòu)，以及礦物成分等，進而了解月球的演化歷史。”季江徽說，紫金山天文臺參加嫦娥四號科學應(yīng)用團隊工作，將利用獲得的探測數(shù)據(jù)開展相關(guān)科學研究。

在嫦娥四號和“嫦娥”系列背后，有兩位老少“雙帥”，一位是年過七旬的中科院院士、“嫦娥”系列各型號及火星探測器總指揮、總設(shè)計師顧問葉培建，一位是“70后”航天總師、嫦娥三號、四號探測器和火星探測器總設(shè)計師孫澤洲。

葉培建，是人們熟悉的“嫦娥之父”，南航航天學院新一任院長。2004年，我國月球探測計劃的第一步——繞月探測工程啟動。這是繼美、俄、日、歐洲之后，第5個月球探測計劃。面對一個從未探索過的領(lǐng)域，葉培建帶領(lǐng)平均年齡不到30歲的團隊，用3年時間先后攻克一系列技術(shù)難題，最終完成嫦娥一號衛(wèi)星的研制。

2008年，年僅38歲的孫澤洲被選為嫦娥三號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師。孫澤洲是南航88級校友，1992年，從南航畢業(yè)的孫澤洲進入中國航天科技集團五院，20年間，先后參與多個型號衛(wèi)星的研制任務(wù);2004年任嫦娥一號衛(wèi)星副總設(shè)計師;2008年任嫦娥三號探測器總設(shè)計師;現(xiàn)任嫦娥四號探測器總設(shè)計師、火星探測器總設(shè)計師。

嫦娥四號的背后不僅有南航人的身影，更有南航科研成果的助力。在嫦娥四號探測器上面，有一個用于光譜儀驅(qū)動與控制的超聲電機TRUM-30A，這個比雞蛋還小的超聲電機就出自南航趙淳生院士團隊。

此前超聲電機TRUM-30A已成功應(yīng)用在嫦娥三號探測器上，負責紅外成像光譜儀內(nèi)定標板的驅(qū)動與控制，在探月工程中發(fā)揮了重要作用。“光譜儀可以讓月球車通過高光譜分辨率獲取月球物體高光譜圖像，為精確識別月球表面的特征信息和物質(zhì)分類提供服務(wù)，定標板類似于艙門，而超聲電機就是定標板的一個重要‘關(guān)節(jié)’，負責控制艙門。”趙淳生介紹。

超聲電機與傳統(tǒng)電機相比具有響應(yīng)快、精度高、噪聲小、無電磁干擾等優(yōu)點，作為一種新型的微電機，在精密儀器儀表、航空航天、智能機器人等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。對探月工程來說，減少運載器上的重量尤為重要，南航此次研制的這臺超聲電機重量僅46克，是同等傳統(tǒng)電機重量的1/10，直徑僅約30毫米。

“普通電機的轉(zhuǎn)速，每分鐘要上千轉(zhuǎn)，但光譜儀啟動和關(guān)閉的速度是很慢的，如果要給電機降速，就需要加裝減速部件，這將給航天器加重負擔。而升空的重量控制得很嚴，也要盡量節(jié)約能源。”趙淳生說，他們自主研發(fā)的這款超聲電機，每分鐘的轉(zhuǎn)速只有40轉(zhuǎn)，這樣緩慢的轉(zhuǎn)速，只需要一級行星減速器，驅(qū)動簡單，對電流的響應(yīng)也很快。

“月球背面的工作環(huán)境比地球復(fù)雜得多。”趙淳生告訴記者，團隊在研發(fā)超聲電機時，遇到的最大難題便是月球上的復(fù)合環(huán)境：氣壓低、空氣密度小，還有難以想象的超低溫。在南航機械結(jié)構(gòu)力學及控制國家重點實驗室，記者看到一臺碩大的機器，這是為模擬月球表面的環(huán)境，用于研究探月超聲電機在真空環(huán)境的工作情況。

“將氣壓降低一個數(shù)量級十分不易，實驗室需要對超聲電機模擬低溫、高溫、絕熱等多組實驗。”趙淳生介紹，研發(fā)團隊的專家們?yōu)樘皆鲁曤姍C做過包括機械特性、壽命、月塵等試驗100多次。通過試驗，不斷改進超聲電機的結(jié)構(gòu)和材料，如今，超聲電機的工作環(huán)境已經(jīng)通過-120℃至180℃驗證，能夠滿足月球上的復(fù)合環(huán)境。

標簽： 嫦娥四號 月背探險