嫦娥登月任務最大風險:月球地形地貌不確定

????此次探月任務成功的標志，就是探測器安全著陸月面，巡視器成功轉移到月面并行駛，著陸器和巡視器完成互拍并獲得圖像，即“落下去，走起來”。

12月2日1時30分，嫦娥三號發射。在隨后的十來天時間里，嫦娥三號將通過奔月、繞月，最終落月。本報記者專訪了探月工程二期嫦娥三號任務探測器系統總設計師孫澤洲。

經過12分鐘動力下降過程，實現月面軟著陸

????記者：請介紹一下這次嫦娥三號任務的概況。

????孫澤洲：任務過程大致是這樣的：運載火箭先將探測器運送到地月轉移軌道。在這個過程中，需要進行1—3次中途修正。

????隨后，探測器進行近月制動進入圓形軌道，并進一步調整為橢圓軌道，為后續動力下降段提供準備。

????此后，探測器將在飛行4—5天后，在近月點15公里處開始進入動力下降。下降過程持續12分鐘左右，并最終實現嫦娥三號探測器的月面軟著陸。

????探測器包括著陸器和巡視器（月球車）。著陸后，探測器將擇機釋放月球車，著陸器開展就位探測，月球車開展巡視勘察。

????概括來說，任務成功的標志是，探測器安全著陸月面，巡視器成功轉移到月面并行駛，著陸器和巡視器完成互拍并獲得圖像，即“落下去，走起來”。

????記者：探測器是嫦娥三號任務五大系統中的核心系統，它的構成是怎樣的，承擔什么任務？

????孫澤洲：整個嫦娥三號探測器由著陸器和巡視器兩部分組成，主要任務是兩個：實施月面軟著陸和實施在月面的巡視勘查。

????探測器落月之前，巡視器是不工作的，它作為一個載荷，固定在著陸器的頂部。整個前期的飛行和動力下降過程，以及實施軟著陸任務都是由著陸器來完成。到月面之后，著陸器和巡視器配合，把巡視器釋放到月面上，成為兩個獨立的探測器，在月面開展各自的科學探測任務。除了巡視器在月面進行巡視勘查之外，著陸器上也攜帶著載荷在月面進行探測。

????巡視器在月面完成的任務包括利用測月雷達、全景相機等有效載荷進行科學探測任務。著陸器則利用極紫外相機、月基光學望遠鏡等有效載荷進行探測。此外，著陸器和巡視器還搭載了工程載荷，進行對月面等方面的測量，為后續的月球探測任務做一些基礎數據的積累。

落月比繞月需要更精細的環境數據來提供支持

????記者：嫦娥三號探測器和之前的嫦娥一號衛星、嫦娥二號衛星有何不同？

????孫澤洲：進入15乘100公里軌道之前，應該說嫦娥三號的飛行過程和嫦娥二號的飛行過程是基本一致的，有很好的繼承性。之后的飛行過程會有很大的不同。距離月面15公里之后的動力下降過程，就完全是嫦娥三號面臨的新任務。在12分鐘的落月過程中，要靠探測器自身的敏感器對月進行測距、測速以及障礙識別，來完成整個動力下降的自主導航與控制，完成軟著陸。也就是說，整個軟著陸過程基本是靠探測器自主完成的。

????從產品角度講，嫦娥三號和嫦娥二號、嫦娥一號的整個平臺，包括設備、系統的功能，都有非常大的區別。有一定的技術可以繼承，但總的來說全都是新的。

????記者：嫦娥三號任務是我國首次在地球外實行軟著陸和月面巡視勘察，我們在做探測器頂層設計和統籌工作時，有哪些新的考慮？

????孫澤洲：嫦娥三號的任務是在月面進行軟著陸，因此，除了空間環境、月球紅外普照等因素以外，對探測器影響比較直接的還是月表的地形地貌以及月塵等環境因素，尤其是地形地貌。過去發射的航天器都是繞月飛行，我們對環境知道一個宏觀的情況，就可以滿足工程設計的需要。但嫦娥三號需要更精細的環境數據來提供對任務設計的支持。

????以上這些因素對我們的探測器設計提出了兩方面的新要求：一是盡最大可能去認識月面的環境，二是在設計上想辦法降低環境的不確定性帶來的風險。

月球地形地貌不確定是本次任務最大風險

????記者：嫦娥三號探測器的研制在技術上有哪些創新和突破？

????孫澤洲：整個探測器新研制產品比例達到80%，從技術來講，有多個方面的創新和突破：

????首先是總體優化設計，主要表現在三個方面：一是為了完成月面軟著陸任務，通過建立月表地形地貌的、月壤的很多模型，構建一個地面的仿真驗證系統，為分析驗證提供相應的工具和手段；二是由于整個探測器受到發射重量的嚴格約束，整個系統都進行了小型化和集成化的設計；三是在系統上有一些功能互用等設計方法的應用，一方面照顧了輕、小型化的要求，同時還要保證系統的可靠性。

????第二是推進系統，我們為動力下降過程研制了我國航天器歷史上第一臺變推力發動機。

????此外，在著陸器的導航與控制、著陸緩沖機構、熱控分系統、巡視器的移動、巡視器的自主導航與控制以及遙操作和科學載荷方面，也有很多創新。

????我覺得，整個嫦娥三號任務的技術難度也都體現在這些方面。

????記者：在嫦娥三號任務中，最大的風險來自哪些方面？

????孫澤洲：風險表現在三個方面。第一，整個產品的狀態都比較新。新產品比例多了之后，這種設備或者產品本身質量的風險性比其他的型號相對來說會大一些。但是，全新的產品不代表就一定質量不高，或者可靠性不高，這是辯證統一的。

????第二，嫦娥三號任務很多關鍵的動作和關鍵的環節，都是一次性的、短暫的，并且是唯一的。這個動作只能在這時刻做，開弓沒有回頭箭，沒有說退回來，恢復到一個狀態再走。比如動力下降，一旦15公里開始往下走了，就必須要一直落到月面，這也是任務的特點所決定的。

????第三，地形地貌環境的不確定性，應該說是嫦娥三號最大的潛在風險。最終落的那個區域的地形對任務成功與否影響很大。

????雖然風險大，但我們還是有信心的。首先，新產品有新產品的好處。新產品在設計上，還是有基礎的。并且，隨著整個行業的質量管理水平的提高，新產品在初始設計的時候，某些設計環節考慮得會更充分一些，因此在設計上本身固有的可靠性也就會得到相應的保證。