中國科學家重建“嫦娥四號”落月軌跡,精確定位著陸位置

万人炸金花劉建軍表示,“月面軟著陸動力下降段是一個復雜的過程,歷時短,速度變化快,難以通過地面實時控制,通常只能利用探測器自身攜帶的敏感器進行自主測量和控制。”

万人炸金花研究團隊提到,為了掌握探測器自主控制的效果,建立任務規劃和科學探測的位置基準,重建探測器動力下降段軌跡和精確確定著陸點位置具有重要的工程和科學意義,一直是行星探測中關注的焦點之一。

一般而言,行星表面軟著陸軌跡重構和著陸點位置定位,通常采用無線電測量、遙測數據分析等方法。

万人炸金花然而,這些方法對此次的研究并不適用。劉建軍解釋,對于“嫦娥四號”著陸器,由于是在月球背面進行軟著陸,受月球遮擋的影響,地面設備無法進行跟蹤實現對月球背面軟著陸探測器的直接無線電測量;同時,由于“鵲橋”中繼星和著陸器上未配置無線電測量設備,也無法進行間接測量。另一方面,利用中繼星回傳的探測器高度、加速度和姿態等的遙測數據又非常有限。

万人炸金花因此,精確重構“嫦娥四號”探測器下降軌跡和著陸點精確定位變得非常困難。

精細重構自主導航降落過程

論文中提到,上述這些問題可以通過基于著陸相機影像的定位技術得到有效解決,這將不受月球重力場、動力學模型等因素的影響。劉建軍稱,“這是解決月球背面軟著陸軌跡重構和著陸點精確定位的一種有效途徑。”

万人炸金花研究團隊利用“鵲橋”安全著陸后傳輸的高頻著陸序列圖像,對“嫦娥四號”進行下降軌跡重建和著陸點定位,完整記錄了動力下降的全過程。

“嫦娥四號”從6000米高度到月面的下降軌跡。

研究團隊采用“嫦娥二號”(CE2TMAP2015)的數字正射影像圖(DOM)和數字高程模型(DEM)作為地理參考數據。采用“嫦娥四號”著陸相機(LCAM)序列圖像,重建“嫦娥四號”動力下降軌跡。

“嫦娥四號”著陸點。

万人炸金花隨后,研究團隊利用由兩臺攝像機組成的導航攝像機(NCAM)獲取的雙目立體圖像,精確計算出“嫦娥四號”的著陸點為東經177.5991°,南緯45.4446°,高程-5935米。該著陸點位于一個退化撞擊坑的緩坡上,距離北邊一個直徑25米的撞擊坑邊緣很近,且著陸點周圍共有五個撞擊坑。

對于這項最新的研究,劉建軍認為研究亮點在于,“利用中國自主獲取的多源影像數據(包括‘嫦娥二號’月球軌道的遙感影像、‘嫦娥四號’降落相機影像和月球車導航相機影像)開展的研究,解決了不同分辨率、不成像方式多源影像的聯合處理和定位問題”。

此外,該研究精細重構了“嫦娥四號”在月球背面粗避障、精避障等自主導航降落過程,再現了著陸器下降過程每秒的位置和姿態。同時,實現了探測器的精準定位,相對位置精度達到m級水平。

先后發布共計99.9GB科學探測數據

万人炸金花2018年5月,中國發射了“鵲橋”中繼衛星,該衛星是一顆服務“嫦娥四號”的地月間通信衛星,為隨后的月球背面探測和采樣返回鋪平道路。2019年1月3日,“嫦娥四號”在南極-艾特肯盆地著陸,成為人類歷史上首個著陸于月球背面的無人探測器。

万人炸金花“嫦娥四號”任務首次實現了人類在月球背面軟著陸,任務探測器由中繼星、著陸器和巡視器組成。兩器一星上共配置了6臺國內研制科學載荷和3臺國際合作科學載荷,開展以低頻射電天文觀測、巡視區形貌、礦物組份及淺層結構為主的科學探測。

万人炸金花除此番公開發表的學術成果外,此前的5月16日,“嫦娥四號”研究團隊已在《自然》發表了一篇研究成果,科學家利用可視-近紅外成像光譜儀(VINS)的光譜初始觀測結果推斷出,月球表面存在的低鈣輝石和橄欖石礦物可能起源于月球地幔。這也是人類首份月球背面幔源物質初步證據。

劉建軍向澎湃新聞記者介紹,“嫦娥四號”著陸器和“玉兔二號”巡視器已完成第九月晝科學探測工作,9月23日探測器進入第十個月晝工作期。

截至目前,“嫦娥四號”工程地面應用系統已向科學研究核心團隊先后發布了八批科學探測數據,數據量共計99.9GB。

劉建軍表示,“后續將進一步開展著陸區光譜和雷達探測,深入研究該區域的物質成分和月表淺層結構;積累月球背面低頻射電、月表中子及輻射劑量和月表中性原子等測量數據,開展月球科學研究”。返回搜狐,查看更多

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