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理大動員跨學科專家 支持國家歷史性登陸月背任務

理大動員跨學科資源支持國家的嫦娥四號任務。(左起) 理大土地測量及地理資訊學系副教授吳波博士;理大工業中心副總監譚惠民博士;理大副校長(科研發展)衞炳江教授;理大工業及系統工程學系副系主任容啟亮教授。

香港理工大學(理大)積極支持國家正在進行的「嫦娥四號」月球探測項目(「嫦四」),其探測器已於今年1月3日成功登陸月球背面,創全球歷史先河。理大的先進技術獲應用於是次登月任務,包括設計和開發先進的「相機指向系統」,並以創新的月球地形測繪和地貌分析技術研究探測器著陸點的地理特徵。

理大副校長(科研發展)衞炳江教授說:「理大非常榮幸能夠參與並為國家的探月任務作出貢獻,尤其這次任務是在月球背面登陸,是人類史上首次的創舉。理大高度重視這項任務,動員不同學科的專家和資源,確保研究的成果和相關的儀器符合太空任務的嚴格要求。」

研究著陸點地貌特徵

為實現全球首次以在月球背面著陸為目標的航天任務,選取具有科學價值而又安全的著陸點至關重要。理大土地測量及地理資訊學系副教授吳波博士自2016年3月起便率領團隊為「嫦娥四號著陸區——地形及地貌特徵及分析」進行研究。

該團隊獲中國空間技術研究院(五院)資助,從不同的資料來源蒐集了大量的月球遙感數據,為兩個候選著陸區創建了高精確度和高解像度的地形模型,其中一個著陸區正是現時嫦娥四號的登陸地點,即位處月球背面南極 ─ 艾特肯盆地內的卡門撞擊坑。

吳博士及其團隊為嫦娥四號任務研究的兩個著陸區面積分別約有1,500平方公里,約等於香港總面積的1.4倍,並詳細分析其地形坡度﹑地形對太陽日照遮擋和對中繼衛星通訊遮擋的情況﹑撞擊坑分佈﹑岩石多少程度,以及該區域的地質歷史。這些分析有助團隊就選取著陸點提出可靠而具實證基礎的建議。

該團隊在候選著陸區收集了超過40萬個撞擊坑及逾2萬塊岩石的資訊,並分析該處地形表面﹑計算斜坡的坡度,以選取相對平坦的地點供探測器安全著陸。團隊必須仔細考慮著陸區的岩石數量及每一塊的體積,因為部份巨石直徑可達35米,足以阻擋月球車的行走路線,而小石塊則可能卡進車輪,影響月球車的活動。

吳博士說:「嫦娥四號的登陸點位於月球背面,無法與地球透過無線電直接通訊。此外,著陸區的地形表面也崎嶇不平,高度差異可達16公里,因此探測器登陸時需採取幾乎垂直的下降方法。凡此種種皆令這次任務變得非常具有挑戰性。」

針對地形對太陽日照遮擋和對中繼衛星通訊遮擋情況的研究尤為重要,因為要確保著陸器和月球車上的太陽能板獲得足夠的日照充電,以致兩者上的科學傳感器能順利運作,確保兩者能清楚接收地球上控制中心的指揮信號,並能順利將數據傳輸至控制中

嫦娥四號於2019年1月3日著陸成功後,吳博士的團隊又隨即聯同五院投入工作,要盡快找出著陸器的準確位置,並分析該著陸點的地形對太陽日照遮擋和對中繼衛星通訊遮擋的情況,為著陸器和月球車的接續連串行動作出更好的部署。

吳博士對於能參與這次任務感到興奮,他說:「我在投入測量專業之初,從沒想過自己能參與探月工程;但原來敢於踏出新的一步,一切皆有可能。」

理大動員跨學科資源支持國家的嫦娥四號任務。(左起) 理大土地測量及地理資訊學系副教授吳波博士;理大工業中心副總監譚惠民博士;理大副校長(科研發展)衞炳江教授;理大工業及系統工程學系副系主任容啟亮教授。
理大動員跨學科資源支持國家的嫦娥四號任務。(左起) 理大土地測量及地理資訊學系副教授吳波博士;理大工業中心副總監譚惠民博士;理大副校長(科研發展)衞炳江教授;理大工業及系統工程學系副系主任容啟亮教授。
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