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嫦娥四号探测器

嫦娥四号探测器,简称“四号星”,是嫦娥三号的备份星。它由着陆器与巡视器组成,巡视器命名为“玉兔二号”。  作为世界首个在月球背面软着陆巡视探测的航天器,其主要任务是着陆月球表面,继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料。 

2020年3月2日4时,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入第十五月夜休眠期。 

嫦娥三号发射成功前,

2015年11月30日,国防科工局组织召开探月工程重大专项领导小组第十四次会议,审议通过嫦娥四号任务实施方案调整报告、研制总要求及后续总体研制计划。 

2016年1月14日,国防科工局宣布,

同日,中科院探月总体部负责人介绍,相关专家学者现在用了一年半的时间进行了论证,准备把“嫦娥四号”降落在月球背面。而“嫦娥四号”的基本架构上是继承了嫦娥三号的着陆器和月球车变化,但科学载荷会有很大的变化,邹永廖也表示,进行月球地质学行星科学研究的人其实都知道,月球不同区域有不同特点和性质,只有更多充分的加以了解,对天体不同区域的认识才能够提高,从而更好的研究天体整体上的临床和演化。 

2016年6月证实,

同月,在国家“十二五”科技创新成就展上,中国国家航天局探月与航天工程中心副主任刘彤杰透露,中国计划于2018年5月底或6月初将嫦娥四号的中继卫星发射至地月拉格朗日L2点的Halo轨道上,并在约半年后发射嫦娥四号的着陆器和巡视器,对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测。 

2017年3月1日,全国政协委员、中国航天科技集团公司五院月球探测卫星总指挥兼总设计师顾问叶培建表示,中国探月第四期工程即将拉开帷幕  ,嫦娥四号和中国未来计划进行的月球南北极探测都属于探月第四期工程。

同年12月,探月与航天工程中心宣布嫦娥四号任务计划于2018年执行两次发射:上半年发射嫦娥四号中继星,下半年发射嫦娥四号探测器。 

2018年3月9日,嫦娥四号正在开展着陆器和巡视器真空热试验前的总装工作。 

4月24日,嫦娥四号中继星命名为“鹊桥”。 

5月21日,嫦娥四号中继星“鹊桥”于西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。 

6月15日,嫦娥四号中继星“鹊桥”顺利进入距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,成为世界首颗运行在地月L2点Halo使命轨道的卫星,可为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。 

8月15日,中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心,正式启动嫦娥四号任务月球车全球征名活动,并对外公布嫦娥四号月球探测器——着陆器和月球车外观设计构型。 

2018年12月8日2时23分,

12月9日16点42时,西安卫星测控中心下属佳木斯、喀什、青岛测控站对嫦娥四号月球探测器进行第二次中途修正,持续10秒。第一次、第三次中途修正因火箭入轨精度较高而取消。 

12月12日,

12月30日4时55分,科技人员在北京航天飞行控制中心向嫦娥四号探测器注入调姿和变轨参数。

8时54分,嫦娥四号探测器发动机成功点火,开始实施变轨控制。

8时56分,地面测控站实时遥测数据监视判断,嫦娥四号探测器已由距月面平均高度约100公里的环月轨道,成功实施降轨控制,进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的预定月球背面着陆准备轨道。

自12月12日嫦娥四号探测器成功实施近月制动进入环月轨道以来,进行了2次环月轨道修正。 

12月30日8时55分,

2019年1月3日早上,嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,探测器的速度从相对月球1.7公里每秒逐步下降。在6到8公里处,探测器进行快速姿态调整,不断接近月球;在距月面100米处开始悬停,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障;选定相对平坦的区域后,开始缓速垂直下降。 

1月3日10时26分,

落月后,在地面控制下,通过“鹊桥”中继星的中继通信链路,嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作,建立了定向天线高码速率链路。 

3日11时40分,着陆器获取了世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面。

11时50分,太阳翼帆板展开。   

3日15时7分,工作人员在北京航天飞行控制中心通过“鹊桥”中继星向嫦娥四号发送指令,两器分离开始。22时22分,“玉兔二号”巡视器到达月面,着陆器与巡视器各自开始就位探测与巡视探测。 

至2019年1月4日17时,

巡视器与中继星成功建立独立数传链路,完成了环境感知、路径规划,按计划在月面行走到达A点,开展科学探测。测月雷达、全景相机已开机,工作正常。其它有效载荷陆续开机。

1月5日,嫦娥四号迎来第一个月昼高温考验,巡视器进入“午休”模式,只保留部分分系统工作,移动等分系统则停止工作。 

1月10日0时,玉兔二号巡视器完成出月午设置,恢复工作。 

至2019年1月11日8时,嫦娥四号着陆器上配置的地形地貌相机完成了环拍,科研人员根据“鹊桥”中继星传回的数据,制作了清晰的环拍影像图。科研人员根据降落相机拍摄的影像图,完成了着陆点周围月面地形地貌的初步分析。  同时根据导航相机拍摄的着陆周围地形信息,对巡视器进行了路径规划。 

1月11日下午,

经过地面数据接收与处理,16时47分,地面成功接收清晰完好的互拍图像,北京航天飞行控制中心大屏幕上呈现出着陆器和巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌,两器上五星红旗分外醒目。

嫦娥四号两器互拍顺利完成,地面接收图像清晰完好,中外科学载荷工作正常,探测数据有效下传,搭载科学实验项目顺利开展,达到工程既定目标,标志着嫦娥四号任务圆满成功。至此,中国探月工程取得“五战五捷”  ,中共中央、国务院、中央军委对探月工程嫦娥四号任务圆满成功致贺电。 

1月15日,

此次在月球上进行的生物科普试验选择了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物作为样本,将它们的种子和虫卵带到月球上进行培育。最新传回的图片显示,棉花的嫩芽长势良好,这是在经历月球低重力、强辐射、高温差等严峻环境考验后,在月球上长出的第一株植物嫩芽,实现了人类首次月面的生物生长培育实验  。

两器互拍结束以后,嫦娥四号任务转入科学探测阶段,着陆器和巡视器继续开展就位探测和月面巡视探测。 

2019年1月14日,在第一个月夜降临后,嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器陆续进入了休眠状态。  在第一个月夜休眠期间,着陆器上配置的同位素温差电池为月夜温度采集器供电,该采集器于测点位置成功监测第一月夜温度变化情况,月表温度在月夜期间最低达到-190℃,这是我国探月工程首次获取月夜温度探测数据。 

2019年1月29日20时,玉兔二号”巡视器完成自主唤醒。1月30日20时39分,嫦娥四号着陆器接受光照自主唤醒。两器在月球背面成功经受极低温环境考验,根据太阳高度角变化择机自主退出“月夜休眠模式”,设备按预定程序相继通电开机。 

2019年5月16日,根据《自然》发表的论文,嫦娥四号着陆月球背面后所得的测量结果显示,着陆点存在来自月球地幔的物质。  同日,中国科学院国家天文台宣布,利用嫦娥四号探测数据,证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,国际学术期刊《自然》(Nature)在线发布了这一重大发现。 

2019年9月25日,国际科学期刊《自然·通讯》(Nature Communications)在线发布我国月球探测领域的一项重要成果。中国科学院国家天文台李春来研究员领导的科研团队利用嫦娥四号数据精确定位了嫦娥四号(CE-4)的着陆位置,并再现了嫦娥四号的落月过程。 

2019年2月11日19时、19时30分,嫦娥四号着陆器、玉兔二号月球车进入第二个月夜休眠模式。  玉兔二号预计于2月28日唤醒,着陆器预计于3月1日唤醒,继续开展科学探测活动。 

在上一个月昼中,嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器工作稳定,红外成像光谱仪、中性原子探测仪等科学载荷顺利开展科学探测活动,玉兔二号于2019年2月11日2时22分移动至LEO0210点,在月面累计行驶120米左右。 

2019年3月30日18时14分,嫦娥四号着陆器正常唤醒,中继前返向链路建立正常,平台工况正常。 

2019年4月29日7时40分,嫦娥四号着陆器正常唤醒,中继前返向链路建立正常,平台工况正常。嫦娥四号着陆器将协同玉兔二号月球车开展第五月昼工作,继续实施科学探测任务。 

2019年6月9日22时,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入第六月夜休眠期。 

2019年7月9日9时,嫦娥四号着陆器完成第七月昼工作,进入月夜休眠。在第七月昼,嫦娥四号着陆器上月球中子及辐射剂量探测仪、低频射电谱仪按计划开机工作,开展科学探测任务。 

2019年9月0日,嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”巡视器已经顺利完成第九月昼科学探测工作,分别于9月06日5时50分和4时12分,按计划进入第九个月夜休眠期。月夜期间,着陆器和巡视器处于关机休眠状态,地面科研团队对各科学载荷获取的第一手探测数据进行处理,进一步开展科学研究。 

2019年9月23日20时26分,嫦娥四号探测器受光照成功自主“唤醒”,进入第十个月昼工作期。 

2019年10月23日5时11分,嫦娥四号着陆器正常唤醒,进入第十一月昼工作期。平台工况正常,能量平衡,地面各测控站和中心数据接收及处理正常。搭载月表中子及辐射剂量探测仪、低频射电频谱仪等科学载荷将陆续开机,继续进行科学探测工作。 

2019年11月4日凌晨,“嫦娥四号”着陆器完成第十一月昼既定工作后,顺利进入第十一个月夜休眠期。在此次月夜期间,科学家除了要对第十一月昼获取的科学探测数据进行处理分析之外,还将根据已获取的巡视器周围的地形地貌环境数据,制定下个月昼的科学探测目标及规划后续巡视路线,多方位、多角度、多领域获取月球背面科学数据。 

2019年11月21日,嫦娥四号着陆器结束寒冷漫长的月夜休眠期,受光照成功自主唤醒,恢复月面工作,进入第十二个月昼工作期。

2019年12月4日4时,在完成月球的第十二月昼的工作后,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入休眠状态。 

2019年12月21日5时14分,嫦娥四号着陆器受光照成功自主唤醒,进入第十三月昼工作期,按计划继续对月表线性能量转移谱、综合粒子辐射剂量及月表低频射电特征开展有效探测工作。 

2020年1月18日22时,嫦娥四号着陆器受光照成功自主唤醒,进入第十四月昼。 

2020年2月18日6时57分,嫦娥四号探测器又一次通过14天极低温考验,结束月夜“休眠”,受光照成功自主唤醒,进入第十五月昼工作期。  

2020年3月2日4时,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入第十五月夜休眠期。本次月昼期间,着陆器工况正常,有效载荷月表中子及辐射剂量探测仪、低频射电频谱仪按计划开机工作,地面接收科学探测数据正常。 

2019年1月3日,嫦娥四号在冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)着陆,并部署了玉兔二号月球车对南极-艾托肯盆地进行探测。中国科学院的李春来及其同事发布了玉兔二号可视-近红外成像光谱仪(Visible–Near Infrared Spectrometer)的初始观测结果。发现他们所获的光谱数据和典型的月球表面物质的光谱数据存在差异,并据此推断月球表面存在的低钙辉石和橄榄石矿物可能来自月球的上地幔。 

2019年1月3日,嫦娥四号探测器在月球背面最古老且最大的南极–艾特肯(South Pole–Aitken)盆地内的冯卡门(Von Kármán)撞击坑底部成功着陆。冯卡门撞击坑形成于前酒海纪,中心位置为44.45°S, 176.3°E,直径约为186千米。坑内地形相对平坦,坑底被玄武岩填充,玄武岩表面相当一部分区域被周边大型撞击坑的溅射物所覆盖,并广泛分布着二次撞击坑。 

2019年11月21日,嫦娥四号在月球背面工作时长已突破300天,达到322天。 

探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中,工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担;中继星、探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;地面应用系统由中国科学院国家天文台承担,有效载荷由中国科学院和中国航天科技集团有限公司相关单位研制。 

《2011年中国的航天》白皮书表示,中国将选择有限目标,分步开展深空探测活动。按照“绕、落、回”三步走的发展思路,继续推进月球探测工程建设,发射月球软着陆和月面巡视勘测器,实现在月球的软着陆和巡视探测,完成月球探测第二步任务,并启动实施以月面采样返回为目标的月球探测第三步任务。 

嫦娥四号将实现月球软着陆和巡视探测任务并将选用长征三号乙运载火箭发射。在科学技术方面,二期工程将实现四个第一,要研制并发射中国第一个地外天体着陆探测器和巡视探测器,第一次利用“长征三号乙”运载火箭发射地月转移轨道航天器,第一次建立和使用深空测控网进行测控通信,第一次实现月球软着陆、月面巡视、月夜生存等重大突破,开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分、月球内部结构、地月空间与月表环境等探测活动,建成基本配套的月球探测工程系统。

三大科学研究:①对月球背面的环境进行研究;②对月球背面的表面、浅深层、深层进行研究;③最大的特色是在月球背面不受太阳的影响,可以在月球背面和中继星上分别装上低频射电探测仪,那是低频射电探测的绝佳场所,这样的频段选择也是世界首次。 

嫦娥四号任务的工程目标,一是研制发射月球中继通信卫星,实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信;二是研制发射月球着陆器和巡视器,实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。

嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究;开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。

嫦娥四号其实是嫦娥三号的备份机,

天文专家们强调,尽管有嫦娥一号到三号探月飞行器的成功经验,

嫦娥四号是无人探测器,风险自然小得多,但是如何给飞临月球背面的飞行器发出指令,遥控它准确着陆在预定位置,并且顺利接收传回的图像数据,还是个不小的技术挑战。可是一旦成功登陆,中国科学家们就能更全面地了解月球环境,并趁着月球背面没有地球电磁讯号干扰,进行太空观测,为今后的太空探索做好准备,“将是个了不起的壮举”。 

嫦娥四号任务搭载了荷兰低频射电探测仪、德国月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典中性原子探测仪和沙特月球小型光学成像探测仪4台国际合作科学载荷。 

嫦娥四号有可能给人类提供更多关于月球内部的信息。

月球正面和背面的电磁环境非常不同,月球背面电磁环境非常干净,屏蔽了来自地球的无线电信号干扰,是天文学家梦寐以求开展低频射电研究的场所。搭载了低频射电的频谱仪的嫦娥四号可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。 

2019年5月16日,在嫦娥四号落月4个多月后,中国科学院国家天文台宣布,由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据,证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质——而此前,人们并不确定月球深处究竟有什么。国际学术期刊《自然》(Nature)在线发布了这一重大发现。该发现为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据,将为完善月球形成与演化模型提供支撑。

2019年1月3日,嫦娥四号探测器着陆在月球背面预选着陆区冯卡门坑内。同一天,玉兔二号巡视器与着陆器分离,其上携带的红外成像光谱仪成功获取了着陆区两个探测点高质量光谱数据。

中科院国家天文台和仪器研制单位中科院上海技术物理所组成的研究团队通过对光谱数据的分析发现,嫦娥四号着陆区月壤光谱的吸收特征与月球正面月海玄武岩质月壤光谱的吸收特征存在着显著差异,展现出低钙辉石的光谱特征,并暗示有大量橄榄石的存在。进一步的分析证实,嫦娥四号着陆区月壤物质中橄榄石相对含量最高,低钙辉石次之,仅含有很少量的高钙辉石。这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。

对覆盖着陆区域的高分辨率遥感图像数据和高光谱数据的分析结果显示,着陆器和月球车位于玄武岩“平原”的撞击溅射物上,这些溅射物来自东北方向的芬森撞击坑。嫦娥四号探测器实现了人类历史上首次对月球背面的软着陆就位探测,而此次基于探测数据的研究结果,则成功揭示了月球背面的物质组成,证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性,加深了人类对月球形成与演化的认识。 

第一次发射是:2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星”鹊桥号”。该中继星将运行在地月引力平衡点L2点,为嫦娥四号探测器提供地月中继通信支持。 

第二次发射计划是:2018年12月发射嫦娥四号探测器,将实现人类首次月球背面着陆探测,并开展巡视探测。   

2018年12月20日,嫦娥四号当选为2018年度科技类十大流行语。

2019年3月20日,嫦娥四号探月工程团队获“2018-2019影响世界华人盛典”。 

中共中央 国务院 中央军委对探月工程嫦娥四号任务圆满成功的贺电

探月工程嫦娥四号任务指挥部并参加探月工程嫦娥四号任务的全体同志:

在探月工程嫦娥四号任务取得圆满成功之际,中共中央、国务院、中央军委向参加这次任务的全体科技工作者、干部职工、解放军指战员,表示热烈祝贺和亲切慰问!

嫦娥四号任务是我国探月工程四期的首次任务,在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现了月球背面同地球的中继通信,并与多个国家和国际组织开展了具有重大意义的国际合作。这是在以习近平同志为核心的党中央亲切关怀和坚强领导下,航天战线坚持自力更生、自主创新取得的又一重大成就,是我国由航天大国向航天强国迈进的重要标志之一,是新时代中国人民攀登世界科技高峰的新标杆新高度,是中华民族为人类探索宇宙奥秘作出的又一卓越贡献。工程全线以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指引,大力实践“追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢”的探月精神,以实际行动落实创新驱动发展战略、推动构建人类命运共同体,对于进一步增强我国经济实力、科技实力、民族凝聚力和国际影响力,激励全党全军全国各族人民朝着党的十九大描绘的宏伟蓝图阔步前进,具有重要意义。祖国和人民将永远铭记你们的卓越功勋!

探索浩瀚宇宙、和平利用太空,是全人类的共同梦想。以嫦娥四号任务圆满成功为标志,我国探月工程四期和深空探测工程将全面拉开序幕,今后的任务更加艰巨,面临的挑战前所未有。希望航天战线全体同志更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中全会精神,树牢“四个意识”,坚定“四个自信”,坚决做到“两个维护”,弘扬“两弹一星”精神和载人航天精神,不忘初心、砥砺奋进,大力推进航天强国建设,为实现中华民族伟大复兴的中国梦,为推动构建人类命运共同体再创佳绩、再立新功! 

中共中央
  国务院
  中央军委
  2019年1月11日

2019年3月20日,因在航天探月科技领域作出的卓越贡献,华人盛典组委会公布嫦娥四号探月工程团队获得“世界因你而美丽——2018-2019影响世界华人盛典”大奖。 

2019年11月25日,英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼嫦娥四号任务团队获得本年度全球团队金奖。 

2019年12月5日,嫦娥四号任务获得月球村协会颁发的优秀探月任务奖。 



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