两器分离成功！玉兔二号月球车已经缓缓驶下滑道，首次将月球车的车轱辘印压在了月球背面的广袤土地上。

　　新年第三天，月球背面迎来第一位地球访客。此次任务实现人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启人类月球探测新篇章。

　　步步惊心但落月“正中靶心”

　　经历20多天的太空之旅，昨天10时26分，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。

　　2018年12月8日，嫦娥四号乘坐长征三号乙运载火箭离开地球。四天后，她开始在100公里高度的环月轨道上运行，并在环月轨道上与“鹊桥”中继星进行了4次中继链路测试和多项在轨测试，为实施月球背面软着陆奠定了基础。12月30日，嫦娥四号探测器成功在环月轨道实施变轨控制，顺利进入着陆轨道，择机降落。

　　相较于嫦娥三号，嫦娥四号落月难度更大，主要因为月球背面这一特殊环境。中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁曾形容，嫦娥三号相当于在华北平原着陆，而嫦娥四号则是在崇山峻岭的云贵川地区着陆。

　　此次嫦娥四号着陆的月球背面南极-艾特肯盆地高山峡谷交错，整体地形忽高忽低，着陆区地形起伏达到6000米。因此，此次月球背面软着陆任务中，真正适合嫦娥四号着陆的区域大概相当于嫦娥三号的二十分之一，这势必要求嫦娥四号必须要有更高的着陆精度，从“粗放型”的着陆方式向“精细化”升级。

　　10时15分，在距离月球约6.5万公里、环绕地月第二拉格朗日点、能同时看见地球和月球背面的中继星“鹊桥”的通信协助下，嫦娥四号上的变推力发动机被点燃，探测器的速度从相对月球1.7公里每秒降到接近为零。探测器调整了姿态，朝着艾特肯盆地中冯·卡门撞击坑相对平坦的坑底垂直降落下去。

　　在6至8公里处，探测器快速调整姿态，完成光学粗避障后，离月面仅“一步之遥”的嫦娥四号暂缓脚步，悬停在距月面约100米的空中。接下来它利用激光扫描识别出月面上更小的障碍物以及坡度，最终在这片怪石嶙峋之地选出一方最安全的着陆点——冯·卡门撞击坑内。落月过程中，降落相机拍摄了多张着陆区域影像图。

　　当距离月面两米时，探测器上的发动机停止工作，着陆器依靠自身重力落下，四条腿稳稳站立在月面，扬起一片月尘。整个降落过程持续了690秒，全部由探测器自主完成，地球上没有任何干预，但“鹊桥”将着陆的画面传回到北京指挥控制中心。

　　嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲认为，在着陆区里面有一个理想的着陆点，在这个范围内，嫦娥四号着陆点可以说是“正中靶心”。

　　导航控制助“四姑娘”盲降

　　落月过程地球方向不直接可见，所有信息传输都需中继星“鹊桥”中转，无疑大大增加了落月任务的风险。中国航天科技集团的专家介绍，整个落月过程由GNC（航天器制导、导航与控制）系统自主操控，加之回传画面的延迟，所以对地面人员来说，整个过程近乎“盲降”。

　　首先是掉头，做好下降准备，然后按照GNC系统的指挥，在距离月面一定高度“定时定量”启动发动机开始快速减速，在边往前飞边下降的同时，嫦娥四号快速调整姿势、速度，随后垂直下降。

　　航天专家介绍，嫦娥四号在距离月面6公里的高度时调整至垂直下降。这个垂直下降动作，就是与嫦娥三号最大的不同。因为月球背面太崎岖，如果水平方向持续移动就会让着陆器不能准确测量自己所处的高度。继续下降，待发现下方100米就是月面时，为了保证落地时每只脚都不踩到石头上、踩到坑里，“四姑娘”稍稍歇了歇脚，自己找好着陆点后，才缓缓地飘了下去。整个过程，地面都通过中继卫星“鹊桥”观看了“直播”。

　　嫦娥四号的GNC系统，更自主、更健壮、更智能，也更复杂。如果下降过程中，“鹊桥”的信息传输卡住，影响数据上传，怎么办？GNC系统设计了延时数据注入功能，就是提前把要注入着陆器计算机的数据发送到着陆器上的某个地方暂存，这个数据包是带有时间标签的，待到着陆器上的时间和该标签相同时，数据便自动注入，如此，原本赖以生存的通过“鹊桥”的实时数据注入就沦为了备份手段。系统还可以“全程自主故障诊断与重构”，万一真的发生了故障，能随时给自己“诊断”，找到并剔除病灶，通过身体各部分功能的优化再组合，确保机体整体功能的正常，确保落月过程的万无一失。

　　专家透露，嫦娥四号后续还有着陆器、巡视器（月球车）的两器分离，月球车的月面就位探测、巡视探测，月昼月夜的交替等等挑战，具体考验的就是巡视器GNC系统的智慧。

　　四条着陆腿纤细却强壮

　　从距离月面几十公里的高度一直到着陆月面，对“四姑娘”来说，真不容易，因为就算不怕黑，不恐高，也害怕着陆月面时那瞬间的巨大冲击力给闪了腰。要经受住最后的“一落”，安全着陆在月面，“四姑娘”四条腿的作用可以说是至关重要。

　　着陆腿又叫“着陆缓冲机构”，能够利用缓冲功能，将着陆瞬间所产生的冲击有效地吸收，防止巨大冲击力对探测器及其重要仪器设备造成损伤。

　　腿里配备了两个秘密武器，一是形如脸盆的大脚掌，是与月球表面直接接触的部位。这种盆状结构可以更好地防止“四姑娘”在着陆月面时摔倒。为了让大脚掌足够强壮，研发人员在它内部使用了长得像蜂窝一样的材料，在中央还埋藏着一个长得很特别的金属结构，它像足弓一样，能够将冲击力有效分散开。

　　二是主腿和副腿。每条着陆腿都包含一个主腿和两个副腿。两种腿各有分工，各司其责。在着陆前，副腿推着主腿向外侧展开到规定角度并锁定，主腿就负责在着陆时安全地支撑住“四姑娘”的身体，将各种冲击力传递、吸收。副腿也会辅助主腿缓冲巨大的冲击力，使落月更稳定、安全。

　　别看“四姑娘”的腿又细又长，似乎弱不禁风，但是其实它们相当强壮。月球很远，“四姑娘”的体重要严格控制。为了减重，主腿和副腿的外壳是又长又薄的圆筒，为了确保圆筒的强度，设计师优选了一种强度很高的铝合金材料，但是这种材料在加工时十分容易变形，而且越细、越长、越薄的圆筒就越难加工。另外，为了让几个腿能够精准地安装，这两种腿的尺寸都有着很高的精度要求。“四姑娘”可不想有个“罗圈腿”或者“长短腿”。

　　为了给“四姑娘”打造又笔直又等长的腿，技术人员真是煞费苦心。一方面巧妙设计了辅助加工的装夹工具，另一方面优化了加工与消除应力的流程，精选了专用加工刀具，甚至连放置圆筒的小车都经过精心设计，最后在工人师傅精湛的手艺下，这几条腿的精密外壳成功诞生。

　　本报记者 叶薇 

　　玉兔落月时间表

　　1月3日

　　10时26分

　　嫦娥四号成功着陆在月背东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区

　　11时40分

　　获取世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面

　　22时22分

　　着陆器与巡视器成功分离，玉兔二号顺利驶抵月背