香港理工大学积极支持国家正在进行的“嫦娥四号”历史性登陆月球背面任务

香港理工大学积极支持国家正在进行的“嫦娥四号”登陆月球背面的历史任务(鸣谢:香港理工大学)。

根据尤里卡兰特的说法！香港理工大学(理大)积极支持正在进行的探月工程“嫦娥四号”(简称“嫦娥四号”)，其探测器于今年1月3日成功在月球背面着陆，这在世界历史上尚属首次。理大的先进科技应用于这次登月计划，包括设计及发展先进的「相机瞄准系统」，以及利用创新的月球地形测绘及地貌分析技术研究探测器着陆地点的地理特征。

理大副校长(研究及发展)魏教授说:「理大很荣幸能参与国家探月计划，并作出贡献，尤其是这次在月球背面着陆的计划，更是人类历史上的首次创举。理大非常重视这项任务，动员不同学科的专家和资源，确保研究成果和相关仪器符合Tai 空任务的严格要求。」

研究着陆点的地形。

为了实现世界首次以月球背面着陆为目标的航天任务，选择一个具有科学价值的安全着陆点至关重要。理大大地测量及地理信息学系副教授吴波博士自2016年3月起带领团队进行“嫦娥四号着陆区——地形地貌特征及分析”研究。

该团队由中国空理工学院(五院)资助，从不同数据源收集了大量月球遥感数据，为两个候选着陆区创建了高精度、高分辨率的地形模型，其中一个是嫦娥四号当前的着陆点，即月球背面南极-艾特肯盆地的卡门撞击坑。

吴博士和他的团队为嫦娥四号任务研究的两个着陆区面积分别约为1500平方公里，约为香港总面积的1.4倍。详细分析了地形坡度、地形对阳光和中继卫星通信的屏蔽、撞击坑的分布、岩石的程度以及该地区的地质历史。这些分析有助于团队对着陆点的选择提出可靠的经验性建议。

该团队收集了候选着陆区40多万个撞击坑和2万多块岩石的信息，并分析了地形表面和计算斜坡的坡度，以选择相对平坦的地方让探测器安全着陆。团队必须仔细考虑着陆区的岩石数量和每块岩石的体积，因为有些巨石的直径可以达到35米，足以阻挡月球车的行走路线，而小石头可能会卡在车轮中，影响月球车的活动。

吴博士说，“嫦娥四号的着陆点位于月球背面，无法通过无线电与地球直接通信。此外，着陆区的地形表面也崎岖不平，高差可达16公里。因此，探测器着陆时需要采用几乎垂直下降的方式。所有这些都使这项任务非常具有挑战性。」

研究地形对太阳光的遮挡和中继卫星的通信尤为重要，因为要保证着陆器和月球车的太阳能电池板获得足够的太阳光充电，使两者上的科学传感器都能顺利工作，保证两者都能清晰地接收到地球上控制中心的指令信号，并将数据顺利传输到控制中心。

2019年1月3日嫦娥四号成功着陆后，吴博士团队立即与五院联手，尽快摸清着陆器的确切位置，分析着陆场地形遮挡太阳光和中继卫星通信的情况，为着陆器和月球车的后续行动做出更好的安排。

吴博士很高兴能参与这项任务。他说，“在我从事测绘事业之初，我从未想过我能参与探月工程。”但如果你敢于迈出新的一步，一切皆有可能。」

摄像机瞄准系统

理大工业及系统工程学系讲座教授(精密工程)兼副院长荣启良教授亦带领团队，协助五院共同为嫦娥四号研制「相机瞄准系统」，为国家探月工程作出贡献。

相机瞄准系统重2.8公斤，长85厘米，宽27厘米，深16厘米，安装在嫦娥四号着陆器的顶部。它可以垂直移动120度，左右旋转350度，在月球引力(即地球引力的六分之一)下正常工作。主要帮助拍摄月球照片，帮助控制中心指挥月球车的活动。

“相机指向系统”的设计极其精密，所有的电子元件、信号线和电线都安装在仪器外壳内，以抵御too 空的恶劣环境，保证登月后设备实时正常运行。所以仪器内部一定要精心设计，结构复杂精致，制作严谨，所有电线都要安装保护。因此，丰富的多轴加工专业知识和经验是完成本项目的必要条件。

由于月球背面辐射量大，温差极端，必须对“相机指向系统”的外壳表面进行精加工和处理，以反射辐射和热量。此外，为了避免腐蚀和生锈，设计必须尽量减少装配零件和接头的数量；所以很多零件在设计的时候就已经组合成单个零件了，在加工生产的时候就要把不必要的材料从单个实体材料里面去掉。这些都使得制造过程极其复杂耗时，需要高精度的加工技术和知识来完成。

相机瞄准系统是在理大工业中心精心开发的。工业中心作为项目的重要成员，在航天仪器的生产中起到了关键作用，保证了仪器的设计和功能特性能够满足严格的要求，以应对Tai 空的特殊情况。

荣教授说:“我很自豪能参与人类首次登上月球背面。我将继续为我国Tai 空的探索不懈努力。」