“嫦娥四號(hào)”是不是“嫦娥三號(hào)”的備份或者復(fù)制品？不少“航天迷”朋友們心中存有這個(gè)疑問(wèn)。

備份的確是“嫦娥四號(hào)”原本的使命，但在“三姐”圓滿完成任務(wù)后，“四妹”被賦予了新的擔(dān)當(dāng)——實(shí)現(xiàn)人類(lèi)首次月球背面軟著陸和巡視勘察?？梢哉f(shuō)，這是一次真正意義上的首飛，也隨之帶來(lái)了一系列的新問(wèn)題、新挑戰(zhàn)。為此，研究院科研人員精心設(shè)計(jì)與研制，使“嫦娥四號(hào)”“脫胎換骨”，成為與“三姐”不同的全新的航天器。備份變首飛，讓我們通過(guò)五大不同來(lái)領(lǐng)略“嫦娥四號(hào)”的非凡之處。

科學(xué)目標(biāo)不同

“嫦娥三號(hào)”任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是“測(cè)月、巡天、觀地”，即開(kāi)展月球形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查，開(kāi)展月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查，進(jìn)行月球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)研究和日-地-月空間環(huán)境探測(cè)與月基天文觀測(cè)。

▲ 嫦娥四號(hào)著陸器熱試驗(yàn)

而“嫦娥四號(hào)”任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)都是在月球背面完成的，包括實(shí)現(xiàn)月基低頻射電天文觀測(cè)，月球背面巡視區(qū)形貌、礦物組份探測(cè)和月球背面巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)探測(cè)?！耙?yàn)闆](méi)有別的探測(cè)器到過(guò)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(lèi)第一次獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)?！辨隙鹚奶?hào)探測(cè)器項(xiàng)目執(zhí)行總監(jiān)張熇說(shuō)。

工程目標(biāo)不同

通過(guò)實(shí)施重大航天實(shí)踐推動(dòng)工程的進(jìn)步，是中國(guó)航天跨越發(fā)展的重要途徑和經(jīng)驗(yàn)，月球探測(cè)工程更是如此。“嫦娥三號(hào)”任務(wù)的工程目標(biāo)有三個(gè)：突破月面軟著陸、月面巡視勘察；研制月面軟著陸探測(cè)器和巡視探測(cè)器，建立地面深空站；建立月球探測(cè)航天工程基本體系，形成重大項(xiàng)目實(shí)施的科學(xué)有效的工程方法。習(xí)近平總書(shū)記評(píng)價(jià)：“‘嫦娥三號(hào)’任務(wù)圓滿成功，為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展樹(shù)立了新的里程碑，在人類(lèi)攀登科技高峰征程中刷新了中國(guó)高度！”

站在這樣的起點(diǎn)上，“嫦娥四號(hào)”向著更高的山峰攀登，將任務(wù)的工程目標(biāo)鎖定在兩個(gè)“首次”：國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實(shí)現(xiàn)地月L2點(diǎn)中繼星對(duì)地對(duì)月的測(cè)控、數(shù)傳中繼。

▲ 月球南極且大部分處于月球背面的艾特肯盆地，紅色代表高海拔地區(qū)、藍(lán)色為低海拔地區(qū)

▲ 探測(cè)器精測(cè)

有效載荷不同

“嫦娥四號(hào)”與“嫦娥三號(hào)”的身形和“骨架”相同，攜帶的裝備卻大為不同。

“嫦娥三號(hào)”攜帶的有效載荷大致可以分為三類(lèi)：第一類(lèi)是用來(lái)觀察月球的，主要設(shè)備包括全景相機(jī)、地形地貌相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)等。第二類(lèi)是用來(lái)觀測(cè)宇宙的，主要由月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡承擔(dān)。第三類(lèi)是用來(lái)觀察地球周?chē)牡入x子層。三類(lèi)載荷各有各的用處，相互配合。

“嫦娥四號(hào)”即將降落的月球背面，對(duì)于不少科學(xué)研究來(lái)說(shuō)具有天然的優(yōu)勢(shì)?！霸卤撤浅！蓛簟?，可屏蔽地球無(wú)線電干擾。”張熇說(shuō)。因此，根據(jù)著陸區(qū)域和科學(xué)目標(biāo)的變化，科研人員對(duì)“嫦娥四號(hào)”攜帶的科學(xué)載荷做了很大的調(diào)整，把8臺(tái)有效載荷帶往月球背面馮·卡門(mén)撞擊坑。著陸器攜帶地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、低頻射電頻譜儀等四臺(tái)有效載荷和一臺(tái)生物科普載荷，巡視器上共攜帶全景相機(jī)、紅外成像光譜儀、測(cè)月雷達(dá)等4臺(tái)有效載荷。值得一提的是，嫦娥四號(hào)探測(cè)器攜帶了2個(gè)“國(guó)際范兒”的有效載荷，分別由德國(guó)和瑞典研制。

著陸環(huán)境不同

“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(kāi)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，當(dāng)然也有利于與地球的通信聯(lián)系。

據(jù)探測(cè)器系統(tǒng)項(xiàng)目產(chǎn)品保證經(jīng)理吳學(xué)英介紹，“嫦娥四號(hào)”的主著陸區(qū)——月球背面靠近南極的馮·卡門(mén)撞擊坑，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。因此，嫦娥四號(hào)著陸器在凸凹不平“巴掌大”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。

通信方式不同

不論人類(lèi)的探測(cè)器飛到多遠(yuǎn)，都需要深空測(cè)控通信系統(tǒng)作為聯(lián)絡(luò)的“紐帶”。由于深空任務(wù)周期長(zhǎng)、通信時(shí)延大、鏈路帶寬有限、信號(hào)微弱等原因，深空測(cè)控通信實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為困難，無(wú)論對(duì)星上設(shè)備還是對(duì)地面設(shè)備等都帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。

對(duì)于落在被月球遮擋、沒(méi)有任何通信信號(hào)的地方的“嫦娥四號(hào)”來(lái)說(shuō)，通信顯得難上加難。它無(wú)法像“嫦娥三號(hào)”那樣直接和地球上的親人們?nèi)〉寐?lián)系，“飛鴿傳書(shū)”的任務(wù)就落到“鵲橋”中繼衛(wèi)星的肩上。

通過(guò)早先發(fā)射并成功架設(shè)在地月拉格朗日L2點(diǎn)的中繼衛(wèi)星，實(shí)施與地面的通信信號(hào)“接力”，“嫦娥四號(hào)”才得以與地球保持聯(lián)絡(luò)。

除了以上五大不同，研制隊(duì)伍聚焦新任務(wù)、新環(huán)境、新?tīng)顟B(tài)、新風(fēng)險(xiǎn)，從軌道設(shè)計(jì)、動(dòng)力下降策略、休眠喚醒策略等方面進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，突破一系列必須解決的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)制定了符合任務(wù)特征的故障預(yù)案，全力鑄就“嫦娥四號(hào)”非凡之旅。