嫦娥三號將于14日晚在月面實現軟著陸，整個過程約12分鐘。

“月球降落是整個任務最關鍵階段。”中國探月工程總設計師吳偉仁說，“在短短幾百秒內從15公里安全降落到月面預選著陸區，這是全新、也是最重要的考驗。”

這注定是驚心動魄的720秒：前蘇聯直到第12次嘗試才首獲成功，美國也在品嘗了3次失敗苦果后方平安著陸。月面軟著陸到底有何風險？專家認為，嫦娥落月至少面臨五大考驗。

落月虹灣面臨未知新世界

與美國、蘇聯月球探測主要集中在月球赤道附近不同，中國的嫦娥三號選擇在虹灣區著陸。對虹灣的探索將填補月球研究的空白，但對于嫦娥三號來說，這也是一個嶄新的、充滿未知的世界。

“盡管虹灣宏觀上相對平坦，但是最后嫦娥三號降落的小環境到底是怎樣的地形地貌，還是未知數。”中國探月工程總設計師吳偉仁說，石頭、壕溝、斜坡等都是嫦娥三號面臨的巨大考驗。

為了能讓嫦娥三號“落”得安全，嫦娥二號已經為三號的平穩著陸打了“前站”：它用CCD立體相機對虹灣進行了局域超高分辨率立體成像，獲得了分辨率約為1米的圖像。

這是中國航天器首次“降臨”地外天體。為了保證著陸安全，技術人員還在地面模擬月面環境特性，進行了大量點火、避障、緩速下降的試驗。

新技術新產品等待登月考驗

月球上沒有大氣，著陸方式與在地球上完全不同，傳統依靠空氣摩擦減速的火箭發動機和推進系統在月球上不再奏效。

“為此，我們首次使用了我國自主設計制造的變推力發動機。”吳偉仁說，發動機具有1500牛到7500牛的大推力變化，能夠很好地適應不同飛行階段對發動機推力的需求。

這是我國首次將變推力發動機應用于航天器。“變推力發動機沒有備份，又是首次使用，其中也存在風險。”嫦娥三號探測器系統首席科學家葉培建院士說。

據葉培建介紹，嫦娥三號80%以上的技術和產品為全新研制，設備和產品本身的風險比相對成熟的產品高。

為了降低風險，技術人員設想了上百個故障，并制定了相應的預案。“我們天天想，走路想、吃飯想，想到一種就排除一種，還要進行實驗驗證。”葉培建說。

“黑色12分鐘”全憑自主控制

從15公里高度降至月球表面，這驚心動魄的12分鐘被稱為“黑色12分鐘”，嫦娥三號要完全依靠自主控制，完成降低高度、測距、測速、選擇著陸點、自由落體著陸等一系列動作。

這期間，人工干預的可能性幾乎為零。這是因為落月過程中的每一個動作都非常短暫，安裝在探測器上的傳感器一旦獲得信息，需要探測器作出極快的響應，而38萬公里的地月距離以及信號延遲，根本不足以讓信息傳回地面、再由地面上傳指令。

實際上，在世界各國探測器登陸月球或火星的過程中，都有這樣一個由探測器自主控制的“黑色”時段。

“中國腿”挑戰月面軟著陸

盡管采用了先進的制導導航與控制系統，探測器著陸瞬間還是會對月面產生撞擊。為了避免設備受到過大的沖擊載荷，探測器上使用了一個著陸緩沖分系統，也就是嫦娥三號的4條“腿”。由此，嫦娥三號也成為我國首個有“腿”的航天器。

此前其他國家軟著陸方式主要有三種：一種是氣囊彈跳式，難以滿足嫦娥三號探測器重量的要求；另一種是空中吊車式，控制起來很復雜；因此嫦娥三號選擇了第三種，也就是腿式著陸。

“著陸緩沖機構主要用于緩沖著陸器的沖擊能量，俗稱著陸腿。”探測器系統著陸器著陸緩沖分系統主任設計師楊建中用8個字概括著陸腿的特點：強、輕、柔、穩、多、新、全、難。

也就是說，著陸腿要有強度承受沖擊和壓力，自身輕巧，著陸方式柔和、姿態穩定，能保證儀器設備安全。另外，著陸退還有收攏、展開、支撐的功能，觸月時還能發來信號。而作為具有中國特色的新型著陸腿，在實現了技術跨越和團隊建設的雙豐收的同時，也經歷了艱難的開發研制過程。

撞擊瞬間考驗設備可靠性

“中國腿”的啟用極大降低了著陸時的沖擊力，但嫦娥三號上的設備依舊面臨嚴峻考驗。

“經過試驗，探測器上的設備能經受著陸時力學環境的考核，即便產生撞擊力，電子設備也能正常工作。”吳偉仁說。

嫦娥三號的太陽能帆板在飛行中處于展開狀態，而在著陸前，這對“翅膀”會收回，直到順利著陸月面再展開。“著陸時太陽能帆板如果展開，可能會被折斷，”吳偉仁說，“我們為嫦娥三號設計了可重復展收的帆板，可以保證著陸安全。”

月塵的存在為這一瞬間帶來了更多風險。月面上有細細的一層塵埃，探測器著陸時很可能激起月塵，對光學敏感器等設備造成影響。科研人員們采取屏蔽網等防塵措施，給探測器的“眼睛”加上了一層保護罩。