香港理工大學(xué)積極支持國家正在進(jìn)行的“嫦娥四號(hào)”歷史性登陸月球背面任務(wù)（Credit:The Hong Kong Polytechnic University）
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：香港理工大學(xué)（理大）積極支持國家正在進(jìn)行的「嫦娥四號(hào)」月球探測項(xiàng)目（「嫦四」），其探測器已于今年1月3日成功登陸月球背面，香港行的性登創(chuàng)全球歷史先河。理工歷史陸月
理大的大學(xué)先進(jìn)技術(shù)獲應(yīng)用于是次登月任務(wù)，包括設(shè)計(jì)和開發(fā)先進(jìn)的積極「相機(jī)指向系統(tǒng)」，并以創(chuàng)新的支持正進(jìn)月球地形測繪和地貌分析技術(shù)研究探測器著陸點(diǎn)的地理特征。
理大副校長（科研發(fā)展）衛(wèi)炳江教授說：「理大非常榮幸能夠參與并為國家的球背探月任務(wù)作出貢獻(xiàn)，尤其這次任務(wù)是面任在月球背面登陸，是嫦娥四號(hào)人類史上首次的創(chuàng)舉。 理大高度重視這項(xiàng)任務(wù)，香港行的性登動(dòng)員不同學(xué)科的理工歷史陸月
專家和資源，確保研究的大學(xué)成果和相關(guān)的儀器符合太空任務(wù)的嚴(yán)格要求。 」
研究著陸點(diǎn)地貌特征
為實(shí)現(xiàn)全球首次以在月球背面著陸為目標(biāo)的積極航天任務(wù)，選取具有科學(xué)價(jià)值而又安全的支持正進(jìn)著陸點(diǎn)至關(guān)重要。 理大土地測量及地理信息學(xué)系副教授吳波博士自2016年3月起便率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為「嫦娥四號(hào)著陸區(qū)——地形及地貌特征及分析」進(jìn)行研究。球背
該團(tuán)隊(duì)獲中國空間技術(shù)研究院（五院）資助，從不同的數(shù)據(jù)源搜集了大量的月球遙感數(shù)據(jù)，為兩個(gè)候選著陸區(qū)創(chuàng)建了高精確度和高解像度的地形模型，其中一個(gè)著陸區(qū)正是現(xiàn)時(shí)嫦娥四號(hào)的登陸地點(diǎn)，即位處月球背面南極 ─ 艾特肯盆地內(nèi)的卡門撞擊坑。
吳博士及其團(tuán)隊(duì)為嫦娥四號(hào)任務(wù)研究的兩個(gè)著陸區(qū)面積分別約有1,500平方公里，約等于香港總面積的1.4倍，并詳細(xì)分析其地形坡度﹑地形對太陽日照遮擋和對中繼衛(wèi)星通訊遮擋的情況﹑撞擊坑分布﹑巖石多少程度，以及該區(qū)域的地質(zhì)歷史。 這些分析有助團(tuán)隊(duì)就選取著陸點(diǎn)提出可靠而具實(shí)證基礎(chǔ)的建議。
該團(tuán)隊(duì)在候選著陸區(qū)收集了超過40萬個(gè)撞擊坑及逾2萬塊巖石的信息，并分析該處地形表面﹑計(jì)算斜坡的坡度，以選取相對平坦的地點(diǎn)供探測器安全著陸。 團(tuán)隊(duì)必須仔細(xì)考慮著陸區(qū)的巖石數(shù)量及每一塊的體積，因?yàn)椴糠菥奘睆娇蛇_(dá)35米，足以阻擋月球車的行走路線，而小石塊則可能卡進(jìn)車輪，影響月球車的活動(dòng)。
吳博士說：「嫦娥四號(hào)的登陸點(diǎn)位于月球背面，無法與地球透過無線電直接通訊。 此外，著陸區(qū)的地形表面也崎嶇不平，高度差異可達(dá)16公里，因此探測器登陸時(shí)需采取幾乎垂直的下降方法。 凡此種種皆令這次任務(wù)變得非常具有挑戰(zhàn)性。 」
針對地形對太陽日照遮擋和對中繼衛(wèi)星通訊遮擋情況的研究尤為重要，因?yàn)橐_保著陸器和月球車上的太陽能板獲得足夠的日照充電，以致兩者上的科學(xué)傳感器能順利運(yùn)作，確保兩者能清楚接收地球上控制中心的指揮信號(hào)， 并能順利將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心。
嫦娥四號(hào)于2019年1月3日著陸成功后，吳博士的團(tuán)隊(duì)又隨即聯(lián)同五院投入工作，要盡快找出著陸器的準(zhǔn)確位置，并分析該著陸點(diǎn)的地形對太陽日照遮擋和對中繼衛(wèi)星通訊遮擋的情況，為著陸器和月球車的接續(xù)連串行動(dòng)作出更好的部署。
吳博士對于能參與這次任務(wù)感到興奮，他說：「我在投入測量專業(yè)之初，從沒想過自己能參與探月工程；但原來敢于踏出新的一步，一切皆有可能。 」
相機(jī)指向系統(tǒng)
理大工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)系講座教授（精密工程）兼副系主任容啟亮教授亦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)協(xié)助五院共同為嫦娥四號(hào)開發(fā)了「相機(jī)指向系統(tǒng)」，為國家的探月工程作出貢獻(xiàn)。
「相機(jī)指向系統(tǒng)」重2.8公斤，長85厘米﹑闊27厘米﹑深16厘米，安裝在嫦娥四號(hào)著陸器的頂端，能夠垂直移動(dòng)120度，并可以左右旋轉(zhuǎn)350度，以及在月球引力（即地球地心吸力的六分之一）下正常運(yùn)作。 它主要協(xié)助拍攝月球圖像，以及幫助控制中心指揮月球車的活動(dòng)。
「相機(jī)指向系統(tǒng)」的設(shè)計(jì)極為精密，所有電子部件、訊號(hào)線和電線都安裝在儀器外殼內(nèi)，以抵受嚴(yán)苛的太空環(huán)境，確保設(shè)備在登陸月球后能實(shí)時(shí)正常運(yùn)作。為此，儀器內(nèi)部必須精心設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精細(xì)，必須制作嚴(yán)謹(jǐn)，才能安裝和保護(hù)所有電線。 因此，豐富的多軸加工專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是完成這個(gè)項(xiàng)目的必要條件。
由于月球背面輻射量高，又暴露在溫差極大的情況，因此「相機(jī)指向系統(tǒng)」的外殼表面必須進(jìn)行加工潤飾和處理，以反射輻射和熱量。 另外，為免出現(xiàn)腐蝕和生銹，其設(shè)計(jì)必須盡量減少組裝部件和接合點(diǎn)；因此，在設(shè)計(jì)時(shí)間中已將許多部件合并為單一部件，而在加工生產(chǎn)時(shí)亦要將不必要的材料從單一固體材料中移除。 凡此種種都令制造過程變得極為復(fù)雜和耗時(shí)，需要高精確度的加工技術(shù)和知識(shí)才能完成。
「相機(jī)指向系統(tǒng)」在理大工業(yè)中心精心研制出來。 工業(yè)中心是項(xiàng)目的重要成員，在生產(chǎn)航天儀器方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，確保儀器的設(shè)計(jì)及功能特點(diǎn)能符合嚴(yán)格的要求，以應(yīng)付太空特殊的情況。
容教授表示：「我很自豪能夠參與人類首次登陸月背的任務(wù)。 我將繼續(xù)為國家的太空探索努力不懈。 」
