中国成功实现人类探测器首次月球背面软着陆（2）

精准落月有妙招

孙泽洲介绍，此次嫦娥四号的落月可以说是“正中靶心”，嫦娥四号全自主动力下降，通过惯性导航及与月面相对测量导航，按照既定制导率实现月球背面软着陆。

与嫦娥三号相似，嫦娥四号探测器也经历了点火准备、主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段以及缓速下降段等动力下降过程，实现从距离月面15公里高度安全下降至月球表面的软着陆。全过程用时约690秒。不同之处在于，嫦娥四号在15公里到8公里高度为倾斜下降，8公里之后就改为垂直向下，引入相对于月面的测量导航。孙泽洲解释：“这样就可以克服着陆区周边地形起伏的问题。”

为了增加着陆的安全性，嫦娥四号探测器会通过接力避障的方式。下降至2公里左右，探测器会做一次光学的初避障，主要识别大障碍。下降至100米左右，探测器会做一个悬停，利用激光敏感器实现精避障，识别0.2米障碍、坡度等，通过地形的最优识别方法找到安全区域降落。嫦娥四号的自主能力有很大提升，“如果找不到安全区域，嫦娥四号会选择相对次优的区域，还可以做水平机动调整。”

着陆地点费思量

嫦娥四号的首选着陆地点，是位于月球背面南极—艾特肯盆地中部的冯·卡门撞击坑。为什么选择这里？

孙泽洲解释说，月面不同纬度所面临的热控和能源设计是相互约束、相对矛盾的。如果降落到低纬度地区，光照条件好、能源获得充足，但对于热控是巨大的挑战；如果降落在高纬度地区，热控压力大大减少，但太阳能获取又受到影响。综合考虑多种因素，嫦娥三号按照中高纬度降落来进行设计，嫦娥四号在月球背面着陆的纬度也确定在40度—50度的范围内。

此外，探测器与中继星L2点的通信问题也是考虑因素之一。“如果探测器仰角太低，势必更容易受到周围山地的影响。我们希望探测器能够高仰角对中继星通信，这样一来，经度也大致确定了，大的区域范围就出现了。同时还要选择相对大一些、平坦一些的撞击坑，就确定了艾特肯盆地。”

艾特肯盆地是目前发现的太阳系固体天体中最大最深的盆地，直径大约2500公里，深度约12公里，90%的面积都分布在月球背面。“盆地确定后，还要筛选出有特点的撞击坑作为着陆地点。同时考虑到备份窗口的问题，选择的着陆点附近要有相邻的、条件合适的撞击坑。如果头一天的发射窗口没能如期发射，要在第二天发射，那么就要选择相邻经度13度左右的撞击坑作为备选着陆区。”孙泽洲表示，综合上述因素，最终确定冯·卡门和克雷地安撞击坑分别作为主选择和备份着陆区。