重大险情！院士披露嫦娥四号曾遇燃料泄漏，它是如何起死回生的？

2018年的嫦娥四号是一次非常成功的探月任务，它实现了月球背面的软着陆和巡视漫游，着陆器和玉兔二号月球车至今仍在工作，获得了大量珍贵数据，引起了全世界的轰动。嫦娥四号工程也因此荣获2020年的国家科学技术进步特等奖。

嫦娥四号着陆器

然而，这个特等奖的背后却有着惊心动魄的故事！著名航天专家叶培建院士最近披露，嫦娥四号在发射后当天就遇到了重大险情：燃料发生了严重泄漏，剩余的燃料已经不足以按原计划实施月球着陆，情况万分危急！为什么嫦娥四号会遇到这么严重的麻烦，后来又是怎么解决的呢？

现在人们很推崇实现了取样返回的嫦娥五号，但2018年发射的嫦娥四号其实也是个极具雄心的项目。它要完成在月球背面的软着陆，这可不是个简单的事情。探月是航天界的高级活儿，全世界成功实现月球软着陆的，直到现在也只是俄罗斯（苏联时期）、美国和中国三家。就连把牛皮吹到上天的印度，也只是完成了硬（坠）着（毁）陆（了）而已。

玉兔二号巡视器

而印度就算是硬着陆也是在月球正面，这是月球面向我们的一面。由于月球被地球潮汐锁定，它一直以同一个面对着地球，所以地面上的人无论何时看月亮，它表面的阴影图案都一样，被称为月球正面。

而另一边的月球背面则永远无法在地球上观察，那里的航天器也不能与地球直接进行无线电联系，可以想象从月球背面着陆有多难。实际上，在我国之前，还没有任何一个国家实现过月背软着陆！

为了完成这一壮举，我国在2018年5月21日先行发射了一颗月球中继卫星“鹊桥”号，它长期稳定运行在地月引力平衡点L2附近的Halo轨道，既能联络地球又能看到月球背面，成为地月通讯和数据中转站。有了中继卫星，嫦娥四号才能在被完全遮挡的月球背面实现与地球的通信。

“鹊桥”中继卫星

即使如此，嫦娥四号的奔月之路仍然充满挑战，它的计划是在发射后进入地月转移轨道，在接近月球后实施近月制动，进入100km 100km的圆形环月轨道运行18天，再降轨至100km 15km运行4天，然后才依靠强大的7500N变推力发动机实施动力下降，最终实现在月球背面的软着陆。

嫦娥四号原定的轨道方案

2018年12月8日，长征三号乙火箭和嫦娥四号发射，火箭圆满完成了自己的任务，将探测器送入了地月转移轨道。但就在发射后6个多小时，发生了令人把心提到噪子眼的事件：探测器燃料发生了严重泄漏，时间长达20秒，损失的燃料达到了一二十千克，此时就算把各个阶段所有预留的燃料都拿出来弥补，竟还有10千克的缺口！

如果重大的项目出现了这样的险情，让人倒抽了一口冷气，相信当时在场的没有一个能轻松，因为这意味着嫦娥四号已经走到了失败的边缘，一旦处理不好，前期的所有努力就都付诸东流了。怎么办？只能另辟蹊径，想办法节省燃料。

嫦娥四号发射

据北京航天飞行控制中心所著的《月背征途》一书介绍，现场有专家建议从探测器落月的动力下降阶段抠出10千克，补充到前期飞行过程中，但遭到了测控通信系统总指挥的坚决反对：“动力下降关系落月安全，别说10千克了，就是1克也不能抠！”

这条路走不通，只能再想其它办法，比较可行的方式就是改变既定的飞行轨道，重新规划一条新路径，达到节省燃料的目的。经过几天通宵达旦的奋战，轨道专家组不断推敲和优化，终于拿出了一套精确成熟的轨道重构方案，嫦娥四号又看到了曙光！

方案具体是这样的：首先取消了7500N变推力发动机的推力标定。7500N发动机推力很大，是实现近月制动和软着陆的关键动力，原计划在地月转移过程中对它进行推力标定，以实现精确落月，这一步需要消耗不少燃料。取消推力标定，原来不够的那些燃料就省出来了。

位于着陆器底部的7500N变推力发动机

但不进行标定，7500N发动机的推力评估就会不准，有可能偏差较大。在这种情况下如果仍按原计划实施近月制动，进入100km 100km的圆轨道，有一定概率会直接撞到月球。为了避免这一险境，近月制动后将首先进入100km 430km的椭圆轨道，修正偏差后再下降到100km 100km轨道。

这个计划看起来相当完美，但专家组还是提出了一个疑问：嫦娥四号共有4个燃料箱，每一侧有两个，装的分别是燃烧剂和氧化剂。之前的燃料意外泄漏事故恰好发生在其中一侧，泄漏的是燃烧剂，这样就造成了两边质量的不平衡，探测器重心发生偏移，从而产生了较大干扰力矩，影响落月安全性。

幸好这个难题也没能难倒航天专家，他们又想出了好主意：将修正到圆轨道的过程分为两步，第一次先由100km 430km降到100km 260km，第二次再降到100km 100km，在两次降轨过程中，均使用探测器同一侧的燃料，调整探测器的重心。既实现了轨道修正，又解决了干扰力矩的问题，一石二鸟！

嫦娥四号正在动力下降

所有问题都解决了，马上照此执行！结果也证明了专家们计算得非常准确，嫦娥四号成功完成近月制动，再经三次变轨进入了100km 15km的轨道，然后又经历了最关键和惊险的动力下降阶段，最终精确降落在月球背面的冯·卡门撞击抗，成为世界上第一个实现在月球背面软着陆的国家！

着陆成功的那一刻，嫦娥四号项目执行总监张熇激动地掩面而泣，叶培建院士走到她身边拍了拍她的肩膀说：“辛苦了，不容易！”，并握住了她的手，因此留下了一张著名的照片。相信看过照片的绝大多数人都不知道这里面的内情。

叶培建院士与张熇握手

如今，嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器已经在月背工作超过1000天，所获数据引来各国羡慕，这些成就应归功于临危不惧，不轻言放弃的航天人！