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嫦娥四號落月軌跡重現

作者:?文學驛站 發布時間:?2020年02月28日 10:18:39

  經濟日報-中國經濟網北京9月25日訊(記者沈慧)時隔八個月,嫦娥四號落月軌跡得以重現。

  今天凌晨,國際科學期刊《自然?通訊》在線發布我國月球探測領域的一項重要成果:中國科學院國家天文臺研究員李春來領導的科研團隊利用嫦娥四號數據精確定位了嫦娥四號(CE-4)的著陸位置,并再現了嫦娥四號的落月過程。

  這到底是怎么一回事?

  我們一起來了解下——

  月球表面軟著陸的動力下降是一個時間短、速度變化快的過程, 難以依靠地面實時控制,通常只能采用探測器自身攜帶的敏感器自主實現測控。李春來介紹,為了掌握探測器自主控制的效果,建立任務規劃和科學探測的位置基準,重構探測器動力下降段軌跡和精確確定著陸點位置具有重要的工程和科學意義,一直是行星探測中關注的焦點之一。

  2019年以前,人類在60年來的月球探測歷程中成功實施了20次月面軟著陸,全部位于朝向地球的月球正面。探測器下降軌跡和著陸點位置可以通過地面設備進行測量。2019年1月3日,嫦娥四號探測器在月球背面馮·卡門撞擊坑內成功實現了人類歷史上第一次月球背面軟著陸。然而,由于月球的遮擋,地面設備無法進行跟蹤實現對月球背面軟著陸探測器的直接或間接無線電測量,利用中繼星回傳地面的遙測參數(包括探測器高度,加速度和姿態等信息)又非常有限,精確重構探測器下降軌跡和著陸點精確定位受到了極大的影響。

  那么,如何重現嫦娥四號落月軌跡?李春來團隊給出的答案是:利用基于影像的定位技術,對月球背面著陸點進行精確定位。李春來團隊與中國空間技術研究院合作研究,利用中國自主研制的嫦娥二號(CE-2)高分辨率地形數據,結合嫦娥四號下降過程和月面探測期間獲得的多源影像數據,在三維空間中繪制了探測器的下降軌跡,精細重構了嫦娥四號在月球背面粗避障和精避障等自主導航降落過程,實現了探測器的精準定位,位置精度可以達到1m左右。

  根據解算的cm分辨率地形數據,論文第一作者、中國科學院國家天文臺研究員劉建軍認為,嫦娥四號著陸在一個退化撞擊坑的緩坡上,距離北邊一個直徑25米的撞擊坑邊緣僅有8.35m,且著陸點周圍共有五個撞擊坑。隨后,結合導航相機拍攝的圖像,研究團隊精確計算出嫦娥四號的著陸點為東經177.5991°,南緯45.4446°,高程-5935米,并在空間分辨率7m、5m、1m、10cm和5cm的月球影像和地形數據上進行了精確識別。據了解,以上研究成果不僅為嫦娥四號著陸器和玉兔二號月球車開展科學探測提供了背景信息和位置基準,是月球背面控制點研究、高精度月球測繪的基礎,也將為我國未來深空探測任務(例如,小行星附著、火星軟著陸)提供技術支持。

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