人類首試月球背面軟著陸，嫦娥四號(hào)國產(chǎn)元器件加持

12月8 日凌晨 2 時(shí) 23 分，嫦娥四號(hào)探測(cè)器在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，預(yù)計(jì)飛行 27 天后，將于 2019 年初在月球著陸，這將是世界第一顆在月球背面著陸和巡視探測(cè)的太空載具。待成功登月后，嫦娥四號(hào)探測(cè)器將實(shí)現(xiàn)幾個(gè)國際上“首次”的紀(jì)錄：首次實(shí)現(xiàn)人類月球背面著陸與巡視勘察；首次實(shí)現(xiàn)月球背面探測(cè)器與地面站間的中繼衛(wèi)星通訊，為此科學(xué)家已提前把一顆叫“鵲橋”的中繼衛(wèi)星放在地球和月球聯(lián)機(jī)外側(cè)的拉格朗日 L2 點(diǎn)（Lagrangian point）；首次實(shí)現(xiàn)在月球背面的低頻射電天文觀測(cè)。

開啟人類首次月球背面軟著陸探測(cè)之旅

根據(jù)騰訊科技與新浪科技，嫦娥四號(hào)將在月球背面靠近南極的一個(gè)撞擊坑著陸，相比于嫦娥三號(hào)在月球正面地勢(shì)較為開闊、平坦的虹灣著陸，嫦娥四號(hào)的著陸環(huán)境難度高，因?yàn)樵虑虮趁嫔椒辶至?，大坑套小坑，因此必須有更?zhǔn)確的著陸精度。

月球背面對(duì)于人類而言，更是“秘境中的秘境”，有許多未知等待著解答。由于月球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等，加上被地球潮汐鎖定，地球強(qiáng)大的引力讓月球總是一面朝向地球，所以人類在地球上只能憑肉眼看見月球的正面，背面則看不見。月球背面到底是啥樣，嫦娥四號(hào)探測(cè)器將第一次身臨其境去感觸。

由于月球自轉(zhuǎn)一周所花時(shí)間和繞地球公轉(zhuǎn)一圈所花時(shí)間相同，人們從地球上永遠(yuǎn)只能看到月球的一面。（圖為月球背面）“因?yàn)闆]有別的探測(cè)器到過月球背面，所以不論是探地形還是探月壤成分，應(yīng)該都是人類第一次獲得的一手?jǐn)?shù)據(jù)。”中國航天科技集團(tuán)五院嫦娥四號(hào)探測(cè)器項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)張熇說。

據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院嫦娥四號(hào)探測(cè)器副總師吳學(xué)英介紹，嫦娥四號(hào)的主著陸區(qū)為月球背面靠近南極一個(gè)叫馮·卡門撞擊坑的地方。

BBC科學(xué)事務(wù)編輯保羅·林肯（Paul Rincon）解釋道，馮·卡門隕石坑是科學(xué)家們很感興趣的地方，因?yàn)樗挥谠虑蜃畲笞罟爬系淖矒舻孛病蠘O-艾特肯盆地（South Pole-Aitken basin），這可能是數(shù)十億年前一顆巨大的小行星撞擊形成的。

創(chuàng)造艾特肯盆地的強(qiáng)大沖擊力可能已經(jīng)穿過月球地殼，直抵地幔層。嫦娥四號(hào)的儀器可以對(duì)這一說法進(jìn)行檢測(cè)，從而揭開地球唯一天然衛(wèi)星的早期歷史。

當(dāng)年嫦娥三號(hào)著陸區(qū)是月球正面的虹灣，那里布滿了月海玄武巖，地勢(shì)較為開闊、平坦，位于大型撞擊坑、月海、高地（山脈）交匯地區(qū)，有利于科學(xué)勘察目標(biāo)的選擇。而嫦娥四號(hào)的主著陸區(qū)面積比虹灣地區(qū)小了許多，因?yàn)樵虑虮趁嫔椒辶至?，大坑套小坑，很難找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四號(hào)安身。嫦娥四號(hào)著陸器在凸凹不平的地方軟著陸，需要具有比嫦娥三號(hào)更準(zhǔn)確的著陸精度。

采用近百只國產(chǎn)晶體元器件保證穩(wěn)定精準(zhǔn)

澎湃新聞從航天科工203所方面了解到，由該所研制生產(chǎn)的近百只自主可控晶體元器件，作為嫦娥四號(hào)中電子設(shè)備的心臟，穩(wěn)住了其飛行的脈搏，不但助力嫦娥四號(hào)精準(zhǔn)奔月和落月，也保障其能及時(shí)準(zhǔn)確地和地球“百萬里報(bào)平安”。

在嫦娥四號(hào)任務(wù)中，晶體元器件主要為工程的發(fā)射、測(cè)控、在軌飛行、著陸等提供穩(wěn)定、可靠的頻率信號(hào)。嫦娥四號(hào)的頻率信號(hào)如同人體的脈搏，脈搏的穩(wěn)定是嫦娥四號(hào)穩(wěn)定正常工作的前提。

據(jù)了解，嫦娥四號(hào)共使用了9個(gè)型號(hào)的晶體元器件，包括晶體振蕩器、晶體濾波器、石英諧振器等。

其中，由航天科工203所研制生產(chǎn)的某型溫補(bǔ)晶體振蕩器，可輸出非常精準(zhǔn)穩(wěn)定的頻率信號(hào)，適用于對(duì)頻率信號(hào)要求較高的系統(tǒng)。嫦娥四號(hào)使用的此型溫補(bǔ)晶體振蕩器，經(jīng)過進(jìn)一步設(shè)計(jì)和工藝攻關(guān)后，性能指標(biāo)和可靠性進(jìn)一步提高，頻率穩(wěn)定度優(yōu)化了30%，可溫度工作范圍提高近一倍，并具備良好的環(huán)境適應(yīng)性。

高精度窄帶寬的晶體濾波器具備獨(dú)特的“調(diào)脈”作用，主要為嫦娥四號(hào)篩選掉異常跳動(dòng)的“脈搏”，使得嫦娥四號(hào)通訊系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中的頻率信號(hào)更加干凈。據(jù)悉，此次嫦娥四號(hào)使用了數(shù)只高精度的晶體濾波器，輸出要求頻譜干凈，任何雜波都能被其篩選掉，保證為嫦娥四號(hào)提供最穩(wěn)定的“脈搏”，保障嫦娥四號(hào)關(guān)鍵設(shè)備的健康和安全。

此外，在嫦娥四號(hào)中裝備最多的某型高性能時(shí)鐘晶體振蕩器，已大量應(yīng)用到我國探月工程的重要產(chǎn)品中。在嫦娥四號(hào)中，該型高性能時(shí)鐘晶體振蕩器，既有充當(dāng)通訊設(shè)備的，也有控制嫦娥四號(hào)精準(zhǔn)著陸的控制系統(tǒng)，還有拍攝月球的光學(xué)電子設(shè)備。

據(jù)介紹，該型高性能時(shí)鐘晶體振蕩器的輸出信號(hào)，其功能類似公路網(wǎng)中的信號(hào)燈，如果其穩(wěn)定正常，衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)便會(huì)穩(wěn)定流暢，如果其失效，衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)秩序混亂、甚至系統(tǒng)崩潰的嚴(yán)重后果。因此，航天科工203所介紹，其必須穩(wěn)住嫦娥四號(hào)的“脈搏”，保障嫦娥四號(hào)在遙遠(yuǎn)的太空中“控得住”并和地面能夠 “看得見”、“聽得清”。

“備胎”被賦予全新任務(wù)

此次發(fā)射的嫦娥四號(hào)探測(cè)器原本是嫦娥三號(hào)探測(cè)器的備份，不過在嫦娥三號(hào)圓滿完成任務(wù)后，嫦娥四號(hào)被賦予了新的擔(dān)當(dāng)。

據(jù)新華社報(bào)導(dǎo)，嫦娥四號(hào)著陸器這次攜帶了兩個(gè)相機(jī)、研究太陽風(fēng)暴的低頻射電頻譜儀和德國基爾大學(xué)研制的月球中子及輻射劑量探測(cè)儀，科學(xué)任務(wù)主要是展開月球背面低頻射電天文觀測(cè)與研究；對(duì)月球背面巡視區(qū)形貌、礦物組成及月表淺層結(jié)構(gòu)探測(cè)與研究；對(duì)月球背面中子輻射劑量、中性原子等月球環(huán)境探測(cè)研究。

嫦娥四號(hào)與荷蘭、德國、瑞典、沙特阿拉伯展開 4 項(xiàng)科學(xué)載荷方面的國際合作，搭載 3 項(xiàng)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)、廣州中山大學(xué)、重慶大學(xué)等校研制的科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)將為中國向地球運(yùn)送月球巖石和土壤樣本鋪平道路。

值得一提的是，嫦娥四號(hào)著陸器還攜帶了一個(gè)3公斤重的小型實(shí)驗(yàn)室“微型生態(tài)圈”，內(nèi)含蠶卵、土豆和擬南芥種子，該實(shí)驗(yàn)由28所中國大學(xué)設(shè)計(jì)。

“我們想研究月球上種子的呼吸作用和光合作用，”該實(shí)驗(yàn)指揮、重慶大學(xué)副校長(zhǎng)劉漢龍對(duì)新華社說。

“微型生態(tài)圈”首席設(shè)計(jì)師謝更新則表示，該實(shí)驗(yàn)的溫度要控制在1到30度之間，并適當(dāng)控制濕度和營養(yǎng)?！拔覀儗⒂靡桓艿缹⒃虑虮砻孀匀还鈱?dǎo)入罐內(nèi)，以讓植物生長(zhǎng)?！?/p>關(guān)鍵詞：元器件

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。