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2019年1月11日，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)取得了圓滿成功，在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)航天器在月球背面軟著陸和巡視探測(cè)，首次實(shí)現(xiàn)了地球與月球背面的測(cè)控通信，也我國探月工程四期和深空探測(cè)工程全面拉開序幕。
在月球背面地形崎嶇的情況下，嫦娥四號(hào)如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)規(guī)避障礙著陸？嫦娥四號(hào)探測(cè)器究竟裝了多少臺(tái)相機(jī)，如何自拍成像？著陸過程中出現(xiàn)的一百米“懸停”究竟是怎么回事？在1月14日國新辦舉行的探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)有關(guān)情況新聞發(fā)布會(huì)上，業(yè)界人士回答了這些疑問。
玉兔二號(hào)巡視器全景相機(jī)對(duì)嫦娥四號(hào)著陸器成像（圖片來源國家航天局官網(wǎng)）
焦點(diǎn)1：月球背面地形復(fù)雜，如何保障“軟著陸”？
月球背面地形十分崎嶇和復(fù)雜，無疑給著陸器帶來了不少困難。嫦娥四號(hào)任務(wù)探測(cè)器總設(shè)計(jì)師孫澤洲介紹，在月球背面“軟著陸”實(shí)現(xiàn)地月的通信中繼是必要條件，但月球背面的復(fù)雜地形對(duì)于著陸和巡視也是巨大的挑戰(zhàn)。
“要實(shí)現(xiàn)安全‘軟著陸’，一是高精度‘軟著陸’，只有提高著陸精度，才可能在比較崎嶇的地區(qū)里找到相對(duì)安全的著陸區(qū)?！睂O澤洲說，實(shí)現(xiàn)高精度的“軟著陸”，首先通過精細(xì)化軌道設(shè)計(jì)和軌道調(diào)整策略，以及地面精確的測(cè)定軌，確保動(dòng)力下降初始點(diǎn)的位置精度滿足要求；另外，在下降過程中通過自身導(dǎo)航精度及制導(dǎo)精度提高，從而實(shí)現(xiàn)450公里航程上的精確控制。
“從目前嫦娥四號(hào)著陸效果看，應(yīng)該說是非常好的，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的著陸精度。”孫澤洲說。
在地形復(fù)雜情況下，除高精度外，還要高可靠。孫澤洲說，一方面，地形十分崎嶇，在450公里航跡上地形起伏劇烈，在動(dòng)力下降策略上，做了與嫦娥三號(hào)不一樣的改變，以回避地形起伏對(duì)于著陸安全的影響；另一方面，在著陸過程中自主進(jìn)行避障，在著陸區(qū)里選擇最安全的點(diǎn)作為著陸點(diǎn)。
嫦娥四號(hào)著陸器監(jiān)視相機(jī)C拍攝的“玉兔二號(hào)”巡視器走上月面影像圖（圖片來源國家航天局官網(wǎng)）
焦點(diǎn)2：著陸后復(fù)雜地形給巡視器帶來哪些困難？
對(duì)巡視器而言，著陸后在這樣復(fù)雜的地形上進(jìn)行巡視，也有很大的難度。
在孫澤洲看來，當(dāng)時(shí)主要從兩方面解決問題：一是，精細(xì)化的規(guī)劃，通過對(duì)巡視器感知的圖像進(jìn)行精確的地面恢復(fù)，制定更為合理的行走路線，力爭(zhēng)找到相對(duì)安全的區(qū)域作為行走的路線；二是充分發(fā)揮巡視器的能力，在行走中能夠自主進(jìn)行避障，自主進(jìn)行新的路徑規(guī)劃。
“另外，巡視器對(duì)于躍障和爬坡應(yīng)該有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在目前掌握的著陸區(qū)周圍地形來看，還沒有不能逾越的障礙?！睂O澤洲說。
焦點(diǎn)3：著陸過程中出現(xiàn)一百米“懸?！?，怎樣回事？
嫦娥四號(hào)在著陸過程中，在一百米處進(jìn)行一次“懸?！?，然后才進(jìn)行了精確避障。對(duì)此，孫澤洲表示，從目前遙測(cè)信息看，著陸過程中導(dǎo)航遙測(cè)信息以及通過著陸后的降落相機(jī)圖像判別，在這個(gè)過程中大概是朝西南方向避障了8米左右。
“實(shí)際上我們當(dāng)時(shí)不知道，是探測(cè)器自主完成的，因?yàn)檎麄€(gè)傳輸有時(shí)延，所以是著陸后通過遙測(cè)信息分析獲得這樣的結(jié)果?！睂O澤洲介紹，其實(shí)大家可以看到，著陸區(qū)靠南大概十幾米有比較大的撞擊坑，靠北十幾米也有較大的撞擊坑，通過避障數(shù)據(jù)以及最后結(jié)果看，這個(gè)避障非常有效。
“在降落過程中，最后一百米是‘驚心動(dòng)魄’的。”探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁說，從網(wǎng)上可以看出，探測(cè)器降落在有坡度的地方，周圍有四個(gè)撞擊坑，偏東、北、南，所以怎么走、往哪邊走很重要。
嫦娥四號(hào)著陸器地形地貌相機(jī)環(huán)拍全景圖（圖片來源國家航天局官網(wǎng)）
焦點(diǎn)4：探測(cè)器上裝了多少臺(tái)相機(jī)？如何自拍成像？
孫澤洲介紹，整個(gè)嫦娥四號(hào)探測(cè)器上裝有相機(jī)十多臺(tái)，既裝有黑白相機(jī)，也有彩色相機(jī)；探測(cè)器上還有監(jiān)視相機(jī)、降落相機(jī)，巡視器上有導(dǎo)航相機(jī)、全景相機(jī)、避障相機(jī)等。
“對(duì)于全景成像和地形地貌成像來說，應(yīng)該采用彩色相機(jī)；對(duì)于導(dǎo)航相機(jī)以及避障相機(jī)，采用全色相機(jī)。”孫澤洲舉例說，監(jiān)視相機(jī)主要作用是監(jiān)視兩器釋放分離的過程，導(dǎo)航相機(jī)主要目的是獲取巡視器周圍的影像，然后通過雙目成像在地面進(jìn)行三維恢復(fù)，為路徑規(guī)劃提供依據(jù)。
另外，孫澤洲提到，人們看到的著陸器和巡視器的成像，是相互拍照的，即著陸器對(duì)巡視器成像、巡視器對(duì)著陸器成像。同時(shí)，大家可以看到，著陸器在頂部上有一個(gè)環(huán)拍情況，類似于著陸器自己頂上的自拍，靠著陸器頂上的地形地貌相機(jī)以及相機(jī)指向機(jī)構(gòu)，再通過機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及不斷調(diào)整，以獲得著陸器頂部的情況。
焦點(diǎn)5：載荷上獲取的數(shù)據(jù)能否面向國際社會(huì)開放？
記者了解到，在嫦娥四號(hào)探測(cè)器上，除德國、荷蘭、瑞典和沙特四國四臺(tái)國外載荷外，還配置了九臺(tái)中國自主研制的科學(xué)載荷?！搬槍?duì)這些載荷，中國將與這些載荷的研制單位一起組建國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，共同開展對(duì)所獲取數(shù)據(jù)的科學(xué)研究工作?！眹液教炀置貢L(zhǎng)、新聞發(fā)言人李國平說。
李國平表示，中國國家航天局在嫦娥四號(hào)任務(wù)的論證過程中，高度重視航天國際合作與交流，希望給國際同行和科學(xué)家提供開展月球探測(cè)的機(jī)會(huì)。
著陸器地形地貌相機(jī)拍攝的玉兔二號(hào)在A點(diǎn)影像圖（圖片來源國家航天局官網(wǎng)）
焦點(diǎn)6：嫦娥四號(hào)工程投入多少資金？
自2004年立項(xiàng)以來，我國先后實(shí)施了嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、再入返回飛行試驗(yàn)、嫦娥四號(hào)等5次任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了“五戰(zhàn)五捷”。吳艷華介紹，嫦娥四號(hào)探測(cè)器作為嫦娥三號(hào)的備份產(chǎn)品，為更好地發(fā)揮作用，中國航天局帶領(lǐng)國際國內(nèi)科學(xué)家重新論證規(guī)劃了這次有意義的活動(dòng)。
“經(jīng)過論證，按照月球背面探測(cè)的新目標(biāo)實(shí)施任務(wù)，花的錢不多。形象地說，可能跟修一公里的地鐵差不多?！眳瞧G華說，中國對(duì)航天的投入，特別是探月和深空的投入，是與國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體水平相適應(yīng)的。
焦點(diǎn)7：嫦娥四號(hào)工程對(duì)商業(yè)航天影響多大？
商業(yè)航天是社會(huì)資本與資源參與航天開發(fā)和利用，或航天技術(shù)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)。談及影響，吳艷華表示，一是社會(huì)資本持有人，會(huì)加大投身航天相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的開發(fā)熱情，目前中國營造了良好的政策環(huán)境，航天許多領(lǐng)域歡迎社會(huì)資本包括國際資本參與，搭載載荷就是國際資本參與的一種方式。
二是探月工程有眾多引領(lǐng)前沿、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)，這些未來都可以為民生服務(wù)，所以歡迎社會(huì)資本尤其是民營企業(yè)從事這些技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作。
三是現(xiàn)在美國、盧森堡制定了相關(guān)法律，鼓勵(lì)民營公司到月球探測(cè)。中國政府下一步探月也要開放思維，包括火星、深空探測(cè)任務(wù)，也可以采用多種方式，歡迎社會(huì)資本、國際資本參與，讓更多經(jīng)費(fèi)支撐這些任務(wù)。（光明網(wǎng) 記者李政葳）
