嫦娥四号探测器嫦娥意义_ 中国科学家重构嫦娥四号月陆轨迹 将助力火星等探测

刘建军研究员用3D印刷的月球模型介绍了嫦娥四号的月球着陆位置。 孙自法摄

中国科学院国家天文台25日宣布，由中国科学院李春来研究员领导的科学研究小组利用嫦娥四号的数据，正确确定嫦娥四号在月亮背面的着陆位置，重现嫦娥四号的落月过程。 中国科学家最近完成的本月探测领域重要科研成果的研究论文，于北京时间24日深夜在国际权威学术杂志《自然通信》上发表。

月面着陆点分布图。 国立天文台/供应图 李春来说，研究小组基于嫦娥四号数据重建月背陆轨迹的研究成果，不仅为嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车的科学勘探提供了背景信息和位置基准，也是月球背面控制点研究、高精度月球测绘的基础，为我国未来开展小行星附着、火星软着陆等深空探测任务提供了技术依据

嫦娥四号动力下降轨迹图。 国立天文台/供应图 月球表面软着陆的动力下降是一个时间短、速度变化快的过程，难以依靠地面实时控制，通常只能用探测器自身所具有的传感器自主实现观测。 为了掌握探测器自主控制的效果，建立任务规划和科学探测定位标准，重建探测器动力下降区间轨迹，准确定位着陆点具有重要的工程和科学意义，一直是行星探测的热点之一。

据介绍，到2019年为止，人类在月球探测过程中已经成功地进行了20次月球软着陆，全部位于面向地球的月球正面，探测器的下降轨迹和着陆点的位置可以通过地面设备进行测量。 2019年1月，中国嫦娥四号探测器在月球背面冯·卡门撞击坑实现了人类历史上第一次月球背面软着陆。 由于月球的遮蔽，地面设备无法实现月球背面软着陆探测器的直接或间接无线测量，利用中继星返回地面探测器的高度、加速度和姿势等信息遥测参数非常有限，正确重建探测器的下降轨迹和着陆点的正确位置受到极大影响。

李春来研究表明，基于图像的定位技术是在月球背面正确定位着陆点的有效手段。 研究小组与中国空间技术研究院合作研究，利用嫦娥二号的高分辨率地形数据，结合嫦娥四号降落过程和月球探测期间获得的多源影像数据，重建嫦娥四号在月面疏散和精密疏散等自主导航降落过程，实现嫦娥四号探测器在月面的正确定位。

嫦娥四号着陆点在影像上的位置意象。 国立天文台/供应图 据最近发表研究成果的论文第一作者中国科学院国家天文台刘建军研究员介绍，嫦娥四号着陆相机拍摄的影像着陆后通过鹊桥号中继卫星返回地球，利用这些影像重建嫦娥四号着陆轨迹，研究小组可以在三维空间中绘制探测器下降轨迹，位置精度达到约1米。 计算的厘米级分辨率地形数据显示，嫦娥四号降落在月球背部退化的碰撞洞平缓的斜面上，距离北部直径25米的碰撞洞边缘仅8.35米，着陆点周围有5个碰撞洞。

在此基础上，研究小组根据嫦娥四号导航摄像头拍摄的影像，正确计算嫦娥四号着陆点在月东经177.5991度、南纬45.4446度、海拔-5935米，空间分辨率为7米、5米、1米和10厘米、5厘米月亮的影像和地形 (完成)