■ 王琳琳

「黑色720秒」，是指「嫦娥三號」月球探測器從15公里高度降至月球表面的這12分鐘。所以稱之為「黑色」，是因為重達3780公斤的嫦娥「三姑娘」，要依靠自主控制，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。而在這期間，地面人工干預的可能性幾乎為零。

就在這地面航太人「手足無措」的720秒內，由大陸中科院上海技術物理研究所研製的鐳射測距敏感器和鐳射三維成像敏感器發揮了至關重要的作用，它們既是「三姑娘」的「眼睛」，又是其成功落月的最大「功臣」。

高性能「倒車雷達」

鐳射測距敏感器，是著陸器上最早開機的設備，其主要作用是，在嫦娥飛入月球表面15公里軌道以後，全程監測「三姑娘」與月面的距離，並「兼職」算出其落月的速度，從而不斷完成動力下降階段對嫦娥「三姑娘」著陸姿態的控制，輔助其向著陸區降落。該儀器在嫦娥落月的過程中，每一秒就發射兩次鐳射，以此獲取精度在0.2公尺的月距高度。雖然操作原理一目了然、簡單易懂，然而在執行的過程中，科學家們還是碰到了不小的麻煩。

負責鐳射測距敏感器專案的研究員黃庚華回憶道，在預定著陸時間的前半個小時，鐳射測距敏感器就開機了，然而此時鐳射的光軸卻並未與月面建立垂直的關係，而是與著陸器一起以傾斜的姿態下降。「鐳射光束是『擦著』月面斜射過去，很難測量出具體資料。站在指揮現場，遲遲看不到資料讓我們非常緊張。」黃庚華說，「那時，我們曾不斷向控制中心詢問，鐳射的光軸什麼時候才能轉過來？嫦娥的姿態什麼時候才能調整完畢？」

直到「三姑娘」下降到距月面35公里左右時，螢幕上「跳出」了「40公里」的資料，科學家們才鬆了一口氣。隨後，鐳射測距敏感器表現非常平穩，從15公里一直到15公尺，在高性能「倒車雷達」鐳射測距敏感器的精確「指引」下，「三姑娘」後來穩穩著陸。

只有一次機會

解決了「嫦娥」降落高度與姿態的問題，還要解決「往哪裡落」的問題。雖說嫦娥三號的預選著陸區——虹灣地勢相對平坦，但它的表面仍然存在高坡、隕石坑、大石塊等諸多不確定因素，所以精確避障極為重要。

鐳射三維成像敏感器就承擔了為「三姑娘」精確避障、確定安全著陸區的「光榮使命」。在預定著陸時間的前4分半鐘，鐳射三維成像敏感器開機，待嫦娥到達距月面100公尺的懸停位置正式開始工作。它的主要任務是採集月面的三維圖像，將高於20公分的石頭或低於20公分的坑識別出來，從而在一個長寬都是50公尺的區域內找出一個長寬都是10公尺的安全著陸區。

與鐳射測距敏感器相比，鐳射三維成像敏感器發揮作用的時間非常短，在「黑色720秒」中只工作了大約4秒鐘：前0.25秒用來完成掃描成像，剩下的約3秒時間完成計算。最後100公尺的落月環節風險最大、也是最不可控的。鐳射測距敏感器還有一次關機再開的機會，而鐳射三維成像敏感器如若出現問題，該功能將立即被放棄，嫦娥三號也只能直接降落，在這種情況下，無論底下什麼情況都沒辦法補救。

這次大陸的探月工程到達了一個前人完全沒有去過的「未知」區域。月面的特性，例如隕石坑、高坡等，登月前其實並不知道它們具體在哪裡。實際上，從後來傳回的照片可以看出，在著陸器正前方約10公尺的位置處就有一個很大的深坑。