探月20年，且看嫦娥搞事业（下）

原创 儿博馆 上海儿童博物馆

骨碌

本期我们的主题是“嫦娥”工程的第二期——“落”。主角是两位有“宠物”的嫦娥姐妹——嫦娥三号和嫦娥四号。

怀中抱月兔 翩然落月宫

大家好，我是嫦娥三号！

嫦娥三号

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你创造了我国首次月面软着陆的记录，可真了不起呀！

要在月球表面安全着陆，内功、身法、筋骨可都少不了。我“内功”深厚，装备了7500牛变推力发动机，加上28个不同方向的小推进器，可以根据情况随时调节降落速度。

嫦娥三号

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哇，推力好大还能“无级变速”，比嫦娥一号、二号的490牛发动机要大上一个数量级呢！

毕竟我还抱着“玉兔号”，加起来“体重”可不轻。不仅如此，科学家还为我贴心设定了登月“秘籍”，分为以下几个阶段。

首先是主减速段，我利用变推力发动机全力刹车，将原来1.7公里每秒的速度减到0。接下来是快速调整段，此时我会通过主发动机和小推进器配合，将姿态调整到接近垂直月球表面，留一个小小的倾斜角度。

嫦娥三号

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为什么不直接调成垂直准备降落呢？

为了方便之后水平方向移动，避开可能有的障碍物。月球的地面有好多小型撞击坑，而对我来说20厘米以上的凸起或者凹陷都算障碍物，一个“坑”都不能踩。一定得找一个平坦的着陆点。

嫦娥三号

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那要求真高，你怎样来分辨障碍物呢？

降落相机和激光三维立体成像敏感器就是我的“眼睛”。进入接近段，随着我的高度不断降低，相机能以每秒10张照片的速度不断拍摄月面照片，给我资料让我自主调节避开大一些的障碍。在高度降到100米左右的时候，我会暂停下降，进入悬停状态，在这10秒左右，我的“眼睛”们会更精确给月面做立体成像，帮助我找适合着陆的位置。

嫦娥三号

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只有10秒悬停，那计算得需要多快呀！我的心也跟着你悬起来了。

悬停的时候我还真发现了一个“坑”，赶紧边下降边躲开。避开障碍之后就到了最后一步，自由落体地着陆。

嫦娥三号

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那你会不会摔坏呀？

这要归功于我的四条着陆腿，在着陆的瞬间足垫向外滑动，利用核心部件——缓冲拉杆的伸长和其他部件的变形，将落地的冲击全部吸收，让我不负众望，稳稳地站在了月面上。接下来“玉兔号”顺着轨道顺利行驶在了月面上。你看，这是“玉兔号”在月球上给我拍摄的肖像照，我也给它拍了好几张。

嫦娥三号

嫦娥三号月面巡视器和着陆器互拍照

（图源：中国探月工程）

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你们浑身都金灿灿的呢。

这可不是为了漂亮，它能反射白天的强光，减小昼夜温差。月面上白天和和黑夜的温度相差超过三百摄氏度，多层保温材料外衣，加上核动力电池“芯”，让我们能休眠渡过广寒宫漫长寒冷的月夜，等待着第一缕阳光洒下，继续探测工作。

嫦娥三号

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你们的成果如何？

我肩负着“测月、巡天、观地”的任务，在月面上大展身手。虽然“玉兔号”遇到了一些故障，路程定格在了114.8米，但是也在努力工作，提供了月球地质的很多信息。现在我还用月基天文台持续观测太空，为科学家们提供第一手资料。

嫦娥三号

月背首着陆 鹊桥传佳音

大家好！我是嫦娥四号！双胞胎姐姐圆满完成科学任务，差点就没我的出场机会了！最终科学家们决定迎难而上，给我升级了任务难度，也根据任务精心设计，使我“脱胎换骨”。我的着陆地点选定在了月球背面南极的艾特肯盆地内。

嫦娥四号

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月球只用一面对着地球，它的背面在地球上看不到，也没有信号，你要怎么与地球联络呀？

知识卡片

月球的自转周期与月球绕地球的公转周期是相同的，都是27.3天，所以月球总是以它的同一面面对地球。而地球上的人类基本看不到月球的背面。地球上发出的无线电波也无法传递到月球的背面，于是月球背面没有来自地球的电磁干扰，是一片无线电波的“净土”；同时航天器也无法通过无线电与地球直接联络。

月球总是以它的同一面面对地球

科学家们设计了“鹊桥”中继卫星，它先于我被发射，在2018年6月到达了地月引力平衡点L2点轨道上，用4.2米的超大天线牢牢地对准我的位置，持续为我和地球之间的信息“牵线搭桥”。

嫦娥四号

“鹊桥”示意图

（图源：中国探月工程）

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这样信号就不是问题了。月球背面的地形和正面好像不太一样。

的确，月球的正面地形比较平坦，而月球的背面地形要崎岖得多，高原深谷遍布。

嫦娥四号

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在月背着陆的难度与正面不可同日而语。

我的可着陆面积非常狭窄，只有姐姐的5%。所以科学家们严格控制了我的轨道精度，我还升级了自主避障能力。最终成功着陆，完成了人类首次月背软着陆的壮举。这是我传回的世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。

嫦娥四号

嫦娥四号拍摄的月背影像图

（图源：中国探月工程）

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你创造了好多人类首次，真棒！你也带了月球车吗？

是的，不仅带了“玉兔二号”，还带了一些植物种子和果蝇的蛹。进行了人类首次月面生物实验，棉花种子在月球长出了叶子！

嫦娥四号

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人类在月球的第一片绿叶！“玉兔二号”有什么发现吗？

通过我肚子底下的测月雷达和尾巴上红外光谱仪的数据，我发现脚下踏的月球表面原来像小蛋糕一样，一层一层的。第一层是从月球表面到地下12米的细粒月壤，第二层12-24米，颗粒就大得多了，有好多碎石层和碎石堆，第三层24-40米是溅射物沉积和风化产物层。

玉兔二号

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到现在你已经走过多少距离了？

从2019年到2024年，我在月球上的足迹已经超过了1500米，还在不断刷新月球车工作的时长记录，我将超期继续工作，给科学家们提供更多信息，揭开月球现在与过去的奥秘。

玉兔二号

骨碌小Tips

嫦娥三号与嫦娥四号的小资料

名字

嫦娥三号

嫦娥四号

体重

3780公斤

3780公斤

着陆器装备

地形地貌相机、降落相机、月基光学望远镜、极紫外相机

地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪、中子与辐射剂量探测仪

传信使者

无

鹊桥中继星

宠物

玉兔号

（140公斤）

玉兔二号

（135公斤）

宠物装备

全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、粒子激发 X 射线谱仪

全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪、中性原子探测仪

玉兔足迹

114.8米

超1500米

出征日期

2013年12月2日

2018年12月8日

发射场

西昌卫星发射中心

西昌卫星发射中心

火箭搭档

长征三号乙

长征三号乙

登月时间

2013年12月14日21时11分

2019年1月3日

登月地点

月面雨海西北部虹湾

月背南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑内

命名：广寒宫

命名：天河基地

主要成果

✔ 实现我国首次月面软着陆

✔ 获得月壤和浅层月岩分层剖面图

✔ 首次揭示月球雨海区火山演化史

✔ 发现一种全新的月球玄武岩

✔ 发现月球表面以上没有水

✔ 国际首次月面观测地球等离子体层

✔ 世界首次月背软着陆

✔ 首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数据传输中继

✔ 人类首次月面生物实验

✔ 首次揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构

✔ 首次月表探测中子及中性原子

✔ 开展月基低频射电天文观测

主要参考资料

北京航天飞行控制中心.月背征途[M].北京科学技术出版社,2021

张巧玲.“嫦娥三号”任务及其初步科学成果[J].中国科学院院刊,2017, 32(1): 85-90

纪录片《中国探月——科普手册》

国家航天局相关报导

撰稿：虫子

原标题：《探月20年 且看嫦娥搞事业 2》

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