嫦娥四号成功着陆月球背面！传感器提供精确降落信息

　　2019年1月3日10时许，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。在此过程中，中国航天科技集团五院研制的测距测速敏感器，通过精确把握速度和距离信息，为嫦娥四号安全降落提供了支持。

嫦娥四号着陆器降落过程

　　复杂着陆对自主制控要求极高

　　中国航天科技集团五院的消息称，相比嫦娥三号，嫦娥四号的落月难度更大。一方面，嫦娥三号着陆区地形起伏仅800米，堪称“平原”；而嫦娥四号着陆区地形起伏达到6000米。更重要的是，嫦娥四号与地面交流需要通过鹊桥中继卫星中转，其间会产生约60秒的延时，这对于瞬息万变的降落过程显然太久。因此落月全程需要由它自主完成。

嫦娥四号着陆器

　　由于降落的难度大大增加，嫦娥四号的着陆方式也将作出改动。由于着陆地的独特地貌特点，它的避障需求远高于其他着陆任务。

　　可以看出，在进入准备阶段后，嫦娥四号的轨迹不降反升，而后进入一个几乎要实现长距离垂直下降过程，期间完成避障、悬停、精避障、缓速降落全过程，难度极大。这么一个复杂的“走位”，对自主导航制导与控制要求极高。

软着陆过程示意图，新华社图片

　　GNC系统控制落月全程

　　嫦娥四号的成功落月，将我国航天器制导、导航与控制（GNC）技术提升到了新的高度。由五院502所研制的GNC系统，负责嫦娥四号奔月、环月、落月整个过程的控制，特别是近月制动和落月的过程，没有重来的机会，对系统可靠性有着极高要求。

　　地形崎岖使得此前嫦娥三号的飞行轨迹无法适用，不可见又导致关键阶段地面支持能力有限。在充分研究月面预定着陆区地形特点基础上，502所科研团队设计了适应新地形的落月轨迹方案。为减少对地面的依赖，他们修改了原有设计，大大提高了系统的稳定性和在危急状况下的生存能力；同时完善了故障应对措施，将原本依赖人工处理的故障预案全部放手交给着陆器自行决断，大大提高了故障应对速度。

嫦娥四号探测器巡视器（左）、着陆器（右）、中继星“鹊桥”（上）示意图

　　测距测速传感器提供精确信息

　　正如我们开车时需要行车雷达和倒车雷达辅助，引导嫦娥四号落月的GNC系统，也需要各种探测器提供测量参数。五院研制的测距测速敏感器，通过精确把握速度和距离信息，为嫦娥四号安全降落提供了支持。

　　根据嫦娥四号着陆环境的特点，科研团队对此前嫦娥三号的测距测速敏感器进行了升级和优化。为此他们多次开展吊车试验和校飞试验，通过模拟的方式验证传感器性能是否满足需求。

嫦娥四号着陆器监视相机C拍摄的着陆点南侧月球背面图像，巡视器将朝此方向驶向月球表面。新华社图片

　　等来落月指令后，嫦娥四号按照GNC系统的指挥，在距离月面15公里高度“定时定量”启动发动机开始减速，在边飞边降的同时迅速调整姿态。在距离月面8公里时，嫦娥四号变为垂直下降，直至最后100米。为了保证着陆时不会掉进坑里或踩到石头，它悬停在空中缓了口气，待选定落脚点后，才缓缓“飘”了下去，整个过程大约耗时10分钟。

　　此外，五院为嫦娥四号研制了4条强有力的“腿”，也就是着陆缓冲机构，不仅能让它稳稳着陆，还能有效吸收着陆时产生的冲击力，防止它身上的设备被震坏。