为什么要去月球背面？张熇揭秘：嫦娥四号论证“漫长而艰苦”

2019年1月3日上午，嫦娥四号在月球背面的冯·卡门撞击坑成功着陆。探测器落月瞬间，48岁的张熇掩面而泣。74岁的叶培健走到张熇背后，紧紧握

2019年1月3日上午，嫦娥四号在月球背面的冯·卡门撞击坑成功着陆。探测器落月瞬间，48岁的张熇掩面而泣。74岁的叶培健走到张熇背后，紧紧握住了她的右手。图自网络。

着陆前飞越了复杂崎岖的地形障碍

2013年，嫦娥三号成功着陆在月球虹湾地区。张熇给现场观众展示了一张三维成像图。着陆区域是大片的蓝色，意味着这里的地形相对平坦。但月球背面的高地、撞击坑很多，没有这样面积较大又平坦的区域。

图片左二展示了嫦娥三号的着陆区域。

复杂崎岖的地形给嫦娥四号带来了相当大的挑战。“嫦娥三号可以在很大范围内着陆，对控制精度的要求相对较低。背面只能在很小的区域着陆，对精度提出了更高的要求。”张熇说，后来选择的主着陆区域大概范围只有50×30公里。

月球正面左和背面成像对比。

除了着陆区域小，嫦娥四号还面临航迹地形起伏剧烈的问题。原来，从距离月面15公里的空中到着陆，嫦娥四号并非垂直降落，而是飞过了大概450公里的距离。飞行中，它先后经过了高地中的凹坑 、凹坑中的高地，最后才进入到冯·卡门坑。

“航迹起伏的曲线，最多可以达到四五公里”，张熇介绍，地形起伏给测距测速带来很大的影响，会导致导航误差。为了实现安全着陆，嫦娥四号在嫦娥三号的基础上进行了许多创新。归结起来主要有四个方面，即精细化轨道设计与控制、 精细化发动机标定、优化动力下降策略和接力避障。

嫦娥四号降落前通过观察计算才确定最终着陆地点。右下角微微发红的图片就是嫦娥四号拍到的第一张月球背面照片。

要在地面上模拟月球的环境并攻克上述难关，需要大量细致的工作。张熇举例说，帮助嫦娥四号减速的发动机必须有7500牛的推力，哪怕推力的偏差只有1%，着陆点也会偏差到几公里。

到了距离月面100米时，科学家还为嫦娥四号设计了一个几十秒的悬停，用激光三维成像敏感器去拍摄着陆区域。“可以明显看出，下方有两个大坑，右边还有坑。”张熇说，凭借这张照片和精密的计算，嫦娥四号得以识别出安全地点并成功降落。

对航天器科学家当做孩子也心存敬畏

据了解，嫦娥四号上搭载了地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪、月球中子及辐射剂量探测仪、全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、中性原子探测仪等科学载荷。

距离嫦娥四号成功着陆已经过去了两个多月，它的工作情况怎么样？很多人对此都非常关心。张熇说，目前所有科学载荷都在正常工作。但她也提醒“科学数据的分析积累有一个过程，大家可能不能太着急。”

她介绍，嫦娥四号还做了一件比较有意思的事情，测量月壤温度。“以前我们都是看国外的资料，这一次自己实测了一下。”由于释放巡视器所用的梯子底端正好会接触到月壤，科学家就把测温敏感器放在梯子上。现在的发现是月球背面的月壤在夜间的温度达到-190℃。

为了实现月夜测量，科学家研发了一种新的“同位素温差电池”。让同位素元素衰变产生热再利用半导体材料把热转换成电。张熇说，尽管目前可以提供的电能还比较少，但相关的技术突破后，会给未来的深空探测奠定比较好的应用基础。

回想起自己落泪的画面被媒体拍下，并走红网络，张熇也很感慨。“很多时候大家看到的是航天任务成功、我们激动欢喜的场面。但是对于我们来说很多遇到挫折的情况最难忘。”她说。

有一次，研制团队进行全系统试车，也就是整套系统的验证。着陆器固定在实验台上，研制团队在两三百米外的测试间。没想到，发动机点火几十秒就着火，冒出滚滚浓烟。实验被紧急叫停。

张熇说，仔细排查发现，着火其实是非常小的疏忽造成的。但就是这样一个疏忽，导致推进系统的产品全部报废。“我们说把航天器当做自己的孩子，其实不只当做孩子。对航天器我们心里也更有一丝敬畏。 ”

张熇的一位资深同事曾对她说，航天器是有感情的“你认真对待它，它就好好工作，你糊弄它，它到时候就糊弄你”。张熇深以为然。她相信只要用心地对待工作，就一定能实现人类历史上的更多突破。

“深空探测充满未知，也充满挑战。”演讲最后张熇大声说，“我喜欢”。

采写：南都记者 冯群星

作者：冯群星返回搜狐，查看更多