原創(chuàng) 兒博館 上海兒童博物館

骨碌

本期我們的主題是“嫦娥”工程的第二期——“落”。主角是兩位有“寵物”的嫦娥姐妹——嫦娥三號(hào)和嫦娥四號(hào)。

懷中抱月兔 翩然落月宮

大家好，我是嫦娥三號(hào)！

嫦娥三號(hào)

骨碌

你創(chuàng)造了我國(guó)首次月面軟著陸的記錄，可真了不起呀！

要在月球表面安全著陸，內(nèi)功、身法、筋骨可都少不了。我“內(nèi)功”深厚，裝備了7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，加上28個(gè)不同方向的小推進(jìn)器，可以根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)降落速度。

嫦娥三號(hào)

骨碌

哇，推力好大還能“無(wú)級(jí)變速”，比嫦娥一號(hào)、二號(hào)的490牛發(fā)動(dòng)機(jī)要大上一個(gè)數(shù)量級(jí)呢！

畢竟我還抱著“玉兔號(hào)”，加起來(lái)“體重”可不輕。不僅如此，科學(xué)家還為我貼心設(shè)定了登月“秘籍”，分為以下幾個(gè)階段。

首先是主減速段，我利用變推力發(fā)動(dòng)機(jī)全力剎車(chē)，將原來(lái)1.7公里每秒的速度減到0。接下來(lái)是快速調(diào)整段，此時(shí)我會(huì)通過(guò)主發(fā)動(dòng)機(jī)和小推進(jìn)器配合，將姿態(tài)調(diào)整到接近垂直月球表面，留一個(gè)小小的傾斜角度。

嫦娥三號(hào)

骨碌

為什么不直接調(diào)成垂直準(zhǔn)備降落呢？

為了方便之后水平方向移動(dòng)，避開(kāi)可能有的障礙物。月球的地面有好多小型撞擊坑，而對(duì)我來(lái)說(shuō)20厘米以上的凸起或者凹陷都算障礙物，一個(gè)“坑”都不能踩。一定得找一個(gè)平坦的著陸點(diǎn)。

嫦娥三號(hào)

骨碌

那要求真高，你怎樣來(lái)分辨障礙物呢？

降落相機(jī)和激光三維立體成像敏感器就是我的“眼睛”。進(jìn)入接近段，隨著我的高度不斷降低，相機(jī)能以每秒10張照片的速度不斷拍攝月面照片，給我資料讓我自主調(diào)節(jié)避開(kāi)大一些的障礙。在高度降到100米左右的時(shí)候，我會(huì)暫停下降，進(jìn)入懸停狀態(tài)，在這10秒左右，我的“眼睛”們會(huì)更精確給月面做立體成像，幫助我找適合著陸的位置。

嫦娥三號(hào)

骨碌

只有10秒懸停，那計(jì)算得需要多快呀！我的心也跟著你懸起來(lái)了。

懸停的時(shí)候我還真發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“坑”，趕緊邊下降邊躲開(kāi)。避開(kāi)障礙之后就到了最后一步，自由落體地著陸。

嫦娥三號(hào)

骨碌

那你會(huì)不會(huì)摔壞呀？

這要?dú)w功于我的四條著陸腿，在著陸的瞬間足墊向外滑動(dòng)，利用核心部件——緩沖拉桿的伸長(zhǎng)和其他部件的變形，將落地的沖擊全部吸收，讓我不負(fù)眾望，穩(wěn)穩(wěn)地站在了月面上。接下來(lái)“玉兔號(hào)”順著軌道順利行駛在了月面上。你看，這是“玉兔號(hào)”在月球上給我拍攝的肖像照，我也給它拍了好幾張。

嫦娥三號(hào)

嫦娥三號(hào)月面巡視器和著陸器互拍照

（圖源：中國(guó)探月工程）

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你們渾身都金燦燦的呢。

這可不是為了漂亮，它能反射白天的強(qiáng)光，減小晝夜溫差。月面上白天和和黑夜的溫度相差超過(guò)三百攝氏度，多層保溫材料外衣，加上核動(dòng)力電池“芯”，讓我們能休眠渡過(guò)廣寒宮漫長(zhǎng)寒冷的月夜，等待著第一縷陽(yáng)光灑下，繼續(xù)探測(cè)工作。

嫦娥三號(hào)

骨碌

你們的成果如何？

我肩負(fù)著“測(cè)月、巡天、觀(guān)地”的任務(wù)，在月面上大展身手。雖然“玉兔號(hào)”遇到了一些故障，路程定格在了114.8米，但是也在努力工作，提供了月球地質(zhì)的很多信息?，F(xiàn)在我還用月基天文臺(tái)持續(xù)觀(guān)測(cè)太空，為科學(xué)家們提供第一手資料。

嫦娥三號(hào)

月背首著陸 鵲橋傳佳音

大家好！我是嫦娥四號(hào)！雙胞胎姐姐圓滿(mǎn)完成科學(xué)任務(wù)，差點(diǎn)就沒(méi)我的出場(chǎng)機(jī)會(huì)了！最終科學(xué)家們決定迎難而上，給我升級(jí)了任務(wù)難度，也根據(jù)任務(wù)精心設(shè)計(jì)，使我“脫胎換骨”。我的著陸地點(diǎn)選定在了月球背面南極的艾特肯盆地內(nèi)。

嫦娥四號(hào)

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月球只用一面對(duì)著地球，它的背面在地球上看不到，也沒(méi)有信號(hào)，你要怎么與地球聯(lián)絡(luò)呀？

知識(shí)卡片

月球的自轉(zhuǎn)周期與月球繞地球的公轉(zhuǎn)周期是相同的，都是27.3天，所以月球總是以它的同一面面對(duì)地球。而地球上的人類(lèi)基本看不到月球的背面。地球上發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電波也無(wú)法傳遞到月球的背面，于是月球背面沒(méi)有來(lái)自地球的電磁干擾，是一片無(wú)線(xiàn)電波的“凈土”；同時(shí)航天器也無(wú)法通過(guò)無(wú)線(xiàn)電與地球直接聯(lián)絡(luò)。

月球總是以它的同一面面對(duì)地球

科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了“鵲橋”中繼衛(wèi)星，它先于我被發(fā)射，在2018年6月到達(dá)了地月引力平衡點(diǎn)L2點(diǎn)軌道上，用4.2米的超大天線(xiàn)牢牢地對(duì)準(zhǔn)我的位置，持續(xù)為我和地球之間的信息“牽線(xiàn)搭橋”。

嫦娥四號(hào)

“鵲橋”示意圖

（圖源：中國(guó)探月工程）

骨碌

這樣信號(hào)就不是問(wèn)題了。月球背面的地形和正面好像不太一樣。

的確，月球的正面地形比較平坦，而月球的背面地形要崎嶇得多，高原深谷遍布。

嫦娥四號(hào)

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在月背著陸的難度與正面不可同日而語(yǔ)。

我的可著陸面積非常狹窄，只有姐姐的5%。所以科學(xué)家們嚴(yán)格控制了我的軌道精度，我還升級(jí)了自主避障能力。最終成功著陸，完成了人類(lèi)首次月背軟著陸的壯舉。這是我傳回的世界上第一張近距離拍攝的月背影像圖。

嫦娥四號(hào)

嫦娥四號(hào)拍攝的月背影像圖

（圖源：中國(guó)探月工程）

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你創(chuàng)造了好多人類(lèi)首次，真棒！你也帶了月球車(chē)嗎？

是的，不僅帶了“玉兔二號(hào)”，還帶了一些植物種子和果蠅的蛹。進(jìn)行了人類(lèi)首次月面生物實(shí)驗(yàn)，棉花種子在月球長(zhǎng)出了葉子！

嫦娥四號(hào)

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人類(lèi)在月球的第一片綠葉！“玉兔二號(hào)”有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

通過(guò)我肚子底下的測(cè)月雷達(dá)和尾巴上紅外光譜儀的數(shù)據(jù)，我發(fā)現(xiàn)腳下踏的月球表面原來(lái)像小蛋糕一樣，一層一層的。第一層是從月球表面到地下12米的細(xì)粒月壤，第二層12-24米，顆粒就大得多了，有好多碎石層和碎石堆，第三層24-40米是濺射物沉積和風(fēng)化產(chǎn)物層。

玉兔二號(hào)

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到現(xiàn)在你已經(jīng)走過(guò)多少距離了？

從2019年到2024年，我在月球上的足跡已經(jīng)超過(guò)了1500米，還在不斷刷新月球車(chē)工作的時(shí)長(zhǎng)記錄，我將超期繼續(xù)工作，給科學(xué)家們提供更多信息，揭開(kāi)月球現(xiàn)在與過(guò)去的奧秘。

玉兔二號(hào)

骨碌小Tips

嫦娥三號(hào)與嫦娥四號(hào)的小資料

名字

嫦娥三號(hào)

嫦娥四號(hào)

體重

3780公斤

3780公斤

著陸器裝備

地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、極紫外相機(jī)

地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、低頻射電頻譜儀、中子與輻射劑量探測(cè)儀

傳信使者

無(wú)

鵲橋中繼星

寵物

玉兔號(hào)

（140公斤）

玉兔二號(hào)

（135公斤）

寵物裝備

全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、粒子激發(fā) X 射線(xiàn)譜儀

全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、中性原子探測(cè)儀

玉兔足跡

114.8米

超1500米

出征日期

2013年12月2日

2018年12月8日

發(fā)射場(chǎng)

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心

火箭搭檔

長(zhǎng)征三號(hào)乙

長(zhǎng)征三號(hào)乙

登月時(shí)間

2013年12月14日21時(shí)11分

2019年1月3日

登月地點(diǎn)

月面雨海西北部虹灣

月背南極-艾特肯盆地馮·卡門(mén)撞擊坑內(nèi)

命名：廣寒宮

命名：天河基地

主要成果

? 實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次月面軟著陸

? 獲得月壤和淺層月巖分層剖面圖

? 首次揭示月球雨海區(qū)火山演化史

? 發(fā)現(xiàn)一種全新的月球玄武巖

? 發(fā)現(xiàn)月球表面以上沒(méi)有水

? 國(guó)際首次月面觀(guān)測(cè)地球等離子體層

? 世界首次月背軟著陸

? 首次實(shí)現(xiàn)地月L2點(diǎn)中繼星對(duì)地對(duì)月的測(cè)控、數(shù)據(jù)傳輸中繼

? 人類(lèi)首次月面生物實(shí)驗(yàn)

? 首次揭示了月球背面著陸區(qū)域地下40米深度內(nèi)的地質(zhì)分層結(jié)構(gòu)

? 首次月表探測(cè)中子及中性原子

? 開(kāi)展月基低頻射電天文觀(guān)測(cè)

主要參考資料

北京航天飛行控制中心.月背征途[M].北京科學(xué)技術(shù)出版社,2021

張巧玲.“嫦娥三號(hào)”任務(wù)及其初步科學(xué)成果[J].中國(guó)科學(xué)院院刊,2017, 32(1): 85-90

紀(jì)錄片《中國(guó)探月——科普手冊(cè)》

國(guó)家航天局相關(guān)報(bào)導(dǎo)

撰稿：蟲(chóng)子

原標(biāo)題：《探月20年 且看嫦娥搞事業(yè) 2》

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