嫦娥三号今晚落月激光测量保驾护航新时代

按照计划，今晚9时40分左右，嫦娥三号探测器将从距月面15千米的近月点以抛物线的路线开始动力下降，相对速度从每秒1.7公里逐渐降为零，且历经两次悬停。整个着陆过程约为720秒，即12分钟。这12分钟被称为整个嫦娥三号任务中最惊心动魄的环节。因为在12分钟内人工测控无法跟上，探测器只能按照预定程序，完全依靠自主导航控制，完成减速、降低高度、确定着陆点、软着陆等一系列关键动作。在落月的过程中通过敏感器和微波测距测速敏感器，嫦娥三号可对相对位置和速度进行高精度测量；通过三维成像敏感器，嫦娥三号可探测待着陆区较小的障碍。从探测器的诞生地 中国航天科技集团了解到，为了这惊心动魄的720秒，中国的科技工作者打造了四大利器。

利器一：GNC系统 为落月找路

720秒内无法人工干预，探测器落月靠的是基于对月测速、测距和地形识别的GNC系统。嫦娥三号GNC分系统主任设计师梁俊告诉，GNC是制导、导航、控制三个词的缩写。导航可以让探测器知道自己所在的位置，制导可以规划路径，控制就是根据探测器的位置，按照目标完成着陆任务。GNC具有感知功能，可以 看 到月面的情况，测量到落月过程中探测器的姿态、速度、与月面的距离等，同时把各种信息汇集到中心计算机进行处理，再根据事先设定好的落月要求，对探测器进行控制。通过 看见 、测量、计算处理、控制执行，来指挥探测器落月。

嫦娥三号落月

解放军电子工程学院教授胡以华研制的激光高度计，为嫦娥装上了 千里眼 ，将助力嫦娥三号实时精确测距，准确抵达月球。

出生于怀宁的胡以华曾参与研制成功月球探测卫星激光高度计，实现了我国空间遥感激光探测技术与系统研制重大突破。从嫦娥一号开始，激光高度计就成为嫦娥的 千里眼 ，还曾配合4D相机为月球绘制全世界第一张高分辨率主体成像图。胡以华介绍，软着陆必须实时精确测距，激光高度计能帮助嫦娥顺利登月。

美国 阿波罗 载人登月计划中， 阿波罗 是依靠宇航员的眼睛识别月面障碍的。而嫦娥三号是无人软着陆，因此探测器需要具有自主障碍识别能力。为此，GNC团队研制了激光三维成像敏感器，用来代替人眼，在距离月面较近时获得待着陆区域精确的三维高程图信息，可精确分辨月面上比较小的障碍。同时，在距离月面较远时还增加了一个光学成像敏感器，用于在较大范围内识别较大尺寸的障碍。这样一套远近结合、粗精并用的接力避障策略，大大提高了着陆的安全性。

GNC系统包括数十台单机、几十套软件，研制团队成员大都是博士。为了落月到12分钟，GNC系统进行了上万次数学仿真、成百上千次桌面联试，以及模拟月球重力环境和月表地形地貌，发动机点火，与真实的GNC系统相配合进行的多次大型地面试验，这样的试验力度 史上空前 。

利器二：发动机 6万秒测试只为1200秒飞行

嫦娥三号探测器上一共有29台发动机，其中， 7500牛变推力发动机 直接决定着嫦娥三号奔月与落月的成败，且没有备份。月球表面没有空气，无法使用降落伞等空气摩擦产生阻力的方式对探测器进行减速。因此减速的实现只能依靠变推力发动机。

7500牛变推力发动机是为嫦娥三号任务专门研制的。它的难度有多大？据嫦娥三号推进系统主任设计师金广明介绍，一般卫星的发动机最大推力只有490牛(发动机推力单位)，神舟系列载人飞船发动机的推力也只有2500牛，由此看出7500牛发动机绝对是个 大家伙 。它还能根据预定设计，进行变推力调节，这要求发动机必须灵活地调节动力，让探测器平稳地落到月面。在拥有巨大推力的同时，还要受重量、结构尺寸等条件限制，工作时产生的大量散热还不能影响探测器上仪器设备的正常工作，其设计难度可想而知。负责发动机研制的航天集团六院院长谭永华告诉，该发动机的相上百辆着名坦克逼真登场关试验进行了100多次，仅点火试验就累计达到6万多秒，就是为了确保它在轨工作的1200秒不出任何问题。