欧阳自远院士揭秘嫦娥三号软着陆月球 “自拍”3764张照片成功避免被“坑”
△中科院院士欧阳自远
嫦娥三号探测器，是中国第一个月球软着陆的无人登月探测器。2013年12月2日在中国西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭送入太空，当月14日成功软着陆于月球雨海西北部。月球4公里×4公里的着陆区遍布上万个撞击坑，嫦娥三号都没有“跳”进去，偏偏就停在那么一小块的平地，避免了“车毁腿断”，靠的是什么？
11月10日，在2019重庆英才大会的第四届高校——高中教育发展峰会上，中国科学院院士、中国月球探测首任首席科学家欧阳自远揭开了谜底：靠的就是顶级的人工智能，嫦娥三号“自拍”了3764张照片，才避免了“踩坑”。
真空的月球上降落伞没用
嫦娥三号是2013年12月发射的月球软着陆探测器，由四条腿的月球着陆器和月面巡视探测器（月球车）两部分组成，两个部分都需要在月球软着陆。
虽然已经着陆成功，但欧阳自远称，“着陆太难了，你们想后面去的一些国家，为什么都失败了？”这也直接证明，着陆很困难。
这样的难题，难在哪里？靠什么来解决的？
“我们用了最高的人工智能。”
欧阳自远介绍，在探测器被月球捕获后开始调整轨道，在距月表15公里的时候到达指定地点的上空进行着陆。而这个着陆，还必须是软着陆，如果稍有偏差，哪怕一条腿踩在坑里就前功尽弃了。
同时，嫦娥三号着陆下降时受到月心引力的加速度作用，会越掉越快，所以必须想办法控制着陆的速度和着陆的地点。
在控制速度上，“月球属于真空环境，降落伞是废物，只有在底下安一个发动机，它一面往下掉，我底下往上推，让它慢慢的掉下来，掉到距月面100米的高度悬停。”
“但是落到哪里，天知道，月亮上全是坑，哪一条腿到坑里就倒了，前功尽弃。”到这个时候，就需要选准着陆点了。
拍3764张照片自己选点着陆
38万公里的地月距离，要及时传达指令太难，在地面工作人员无法干预和指挥着陆位置的选择。
“着陆器拍了张照片发给我要1.3秒才能收到，收到以后几秒钟要做判断，这儿危险，你不能落，得挪个地方，我再告诉它，又要1.3秒。耽误时间太长，也许它早掉下去了。”
为此，科学家们在着陆器上配置了高智能机器人系统，自己判断。
“它一直往下降，降到100米的位置我们要它停，拍照。它拍了3764张照片，它自个儿选了一个地点落下去。折腾了好长时间，最后降落在我们指定的插红旗的地方。我最怕的是它的一条腿掉到坑里，一倒，前功尽弃，什么都没有了。所以它刚好，真聪明，四条腿搭在平地上，里面有坑，外面有坑。”
在着陆过程中，其实还有让人胆颤心惊的“摇摆”。
欧阳自远院士展示的资料显示，探测器在短短数秒时间内经历了3次悬停和避障过程。
首先，探测器在轨道高度约107米的位置悬停约3秒，期间沿纬度方向最大摆动约18米，在经度方向最大摆动约12米。
随后，探测器高度降至约100米，持续了约2秒，期间沿纬度方向最大摆动约15米，在经度方向最大摆动约12米。
最后，探测器高度降至97米，期间沿纬度方向最大运动了约21米，在经度方向最大摆动约15米。
虽然这样折腾来折腾去，但最终还是找到了一个地方，“16平方公里的着陆区，我们初步识别有一万多个撞击坑，其中最大值撞击坑直径约为516米，44个直径在100-400米，估计直径小于100米的有5400个以上。”
“真聪明，4条腿都落到平面上，所以我们成功了。”几年后欧阳自远仍在感叹。
到深空去 要探测太阳系
按照计划，嫦娥五号将于今年年底发射，完成月球物质采样。“今年长征5号发射的话，一定把样品带回地球。这样一来，中国可以到达月球可以落下去，也可以完全的回来。我们一定把中国的宇航员送上月球，实现载人登月。”
欧阳自远院士称，还计划在2030年左右，要建设月球基地，“开发利用月球来支援地球人类的发展，2020年要去探测火星，发射火星的卫星，以及火星的着陆器和火星车，天上地上联合探测火星。”
此外，中国将探测小行星带的小行星与彗星；近地小行星探测，规避小天体撞击地球诱发地球生态环境崩溃和生物灭绝事件；我们还将探测木星系统和行星际穿越探测。
欧阳自远并没有详细讲述深空探测的内容，但他提供的资料显示，在木星系统探测中，将通过木星系统环绕探测，获取木星的磁层结构、大气环流等探测数据，研究太阳风与木星磁场的相互作用、大气环流模式与动力学机制；探测木卫二空间环境和表面冰层形貌，研究冰层厚度分布特性、木星潮汐作用对木卫二地下海洋的加热效应。
行星际穿越探测太阳风结构，研究太阳风在行星际空间的传播特性；通过巡航段生物舱试验，研究地球生命在地外环境的生存特性。
打好基础 才能树大根深
在报告会上，欧阳自远院士还对青少年提出了自己的期望。
他说，青少年一定要打好基础，“打好基础才能树大根深，才能够有真正的创新。根深叶茂，才能够对应未来的喷发式的新知识增长，你才有能力去吸收，才能够去开拓新的领域。”在欧阳自远院士看来，要仰望星空，要有志向，要有理想，更要脚踏实地，上下求索，践行梦想。
欧阳自远院士认为要培养青少年热爱科学、献身科学，让他们勇于担当，砥砺前行。“科学研究是世界上最艰苦的工作，也是最幸福的一件工作。因为在探索的过程当中，不知道路该怎么走，就在黑暗当中摸索。这时候，我们自己要能够成为一支微弱的烛光，照亮自己，也引导别人在黑暗当中走出一条新的光明的路径。”
“我觉得我们中国人一定要争气，要丢掉幻想，自力更生、艰苦奋斗，自主创新。一定要干下去，要在孩子们身上培养出这样的精神。”在科研过程中，“还要加强协同、真诚合作，发挥集体智慧，提倡团队精神，这是集体的英雄主义，这就是一个两弹一星的精神。”
上游新闻·重庆晨报记者 罗薛梅
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