“玉兔二號”再次“復工” 探月旅程 走得更遠
今年的4月24日是第五個“中國航天日”，此次航天日的活動主題為“弘揚航天精神 擁抱星辰大?！?。活動當天,，中國首次火星探測任務名稱,、任務標識將正式公開。
在探索星辰大海的征程中,，月球探測和深空探測是人類走出地球家園,、探索外層空間的必然選擇。近日,，中國嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”月球車在“安睡”一個月夜后,，分別于4月17日13時24分和16日20時57分受光照自主喚醒，進入第十七月晝工作期,。
地球上的新冠肺炎疫情,，并未讓月球上的“玉兔”停止工作。在科研工作者的努力下,，“玉兔二號”按時“復工”,，向規(guī)劃目標點前進，開啟新一輪的探索旅程,。
由嫦娥四號著陸器地形地貌相機拍攝的“玉兔二號”影像圖,。新華社發(fā)
實現(xiàn)“雙四百”
進入第十七月晝工作期
在本月晝工作期，嫦娥四號著陸器搭載的月表中子及輻射劑量探測儀,、低頻射電頻譜儀將按計劃開機工作,。“玉兔二號”月球車攜帶的4件“神器”——全景相機、測月雷達,、紅外成像光譜儀,、中性原子探測儀等科學探測裝置，將繼續(xù)助力“玉兔二號”的巡視探測任務,。其中,，全景相機預計在接近月午時進行環(huán)拍探測，紅外成像光譜儀將進行定標和紅外探測,，測月雷達將在行駛過程中開展同步探測,。
在上個月晝工作期（3月18日至3月31日）,，“玉兔二號”實現(xiàn)了“雙四百”的突破：在月背存活時間突破400天，累計行駛里程超過400米,。此后,，“玉兔”再度沉沉睡去，為下一個月晝的到來積蓄力量,。
“玉兔”為何要按時入眠,？在月球上，一天的時間相當于地球上的27天左右,，其中白天和夜晚各一半,。在月夜期間，月表月壤的溫度將降到零下190℃左右,。如果在此極端環(huán)境下堅持工作,，月球車及其搭載的科學設備極易受損。因此,，在月夜來臨前,，“玉兔二號”按照預定策略行駛到休眠點，將車頭轉向南,，收攏桅桿和一側太陽帆板,，使用核源進行保溫。
隨著月晝到來,，溫暖的陽光照射到“玉兔二號”身上,。當固定側的太陽帆板達到一定發(fā)電功率后，“玉兔”便會自主喚醒,，并向“鵲橋”中繼星發(fā)出通信信號,。收到信號后，位于北京航天飛行控制中心的“駕駛員”對“玉兔二號”進行參數(shù)設置,，并發(fā)出指令,，幫助“玉兔”進入工作狀態(tài)。
事實上,，即便在月晝,，“玉兔二號”的工作也并非一刻不休。月球上的“中午”來臨時,，月壤溫度升高，“玉兔”會進入“避暑”狀態(tài),，開啟最小工作模式,，直到溫度降低到適宜工作程度。
“玉兔回旋舞”——原地轉向探測,。國家航天局探月與航天工程中心供圖
壽命“第一長”
提供豐富探測數(shù)據(jù)
轉眼間,，“玉兔二號”的月球之旅已有一年多,。2019年1月3日，“玉兔二號”月球車隨嫦娥四號探測器登陸月球背面,，隨后承擔起對月背巡視探測的主要任務,。截至今年4月17日，“玉兔二號”已經(jīng)安然度過470個地球日,，打破了蘇聯(lián)“月球一號”322天的紀錄,， 成為人類歷史上在月面工作時間最長的探測器。
人類歷史上首次登陸月背,，只是“玉兔二號”的一項“小成就”,。400多天以來，“玉兔二號”兢兢業(yè)業(yè)地在月背巡視,，開展地形地貌探測,、淺層結構和礦物成分探測，提供了關于月球背面地質結構,、氣象條件,、輻射環(huán)境等的大量科學數(shù)據(jù)，為人類研究月球礦物質結構和太陽系起源提供了豐富的第一手資料,，取得了舉世矚目的成就,。
今年1月，國家航天局探月與航天工程中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,，在嫦娥四號著陸月球背面一周年時,，該中心對外發(fā)布的各級科學數(shù)據(jù)超過210GB，中外科學家團隊根據(jù)這些數(shù)據(jù)取得了一系列重要科學發(fā)現(xiàn),。
今年2月,，美國《科學進展》雜志發(fā)表的一項研究成果顯示，“玉兔二號”搭載的測月雷達首次揭示了月球背面著陸區(qū)域地下40米深度內(nèi)的地質分層結構,，發(fā)現(xiàn)這層結構主要由摻雜著不同大小石塊的多孔顆粒物質組成,。這是人類第一次揭開月球背面地下結構的神秘面紗，可以幫助人們了解月球撞擊和火山活動歷史,，有望為月球背面的地質演化研究帶來新的啟示,。
研究顯示，從月球表面往下12米的地層為細粒月壤,，內(nèi)嵌有少量石塊,，這一層形成于多個撞擊坑互疊的濺射物之上；地下12米到24米為濺射物沉積層,，其內(nèi)部存在大量石塊,，甚至形成了碎石層和碎石堆；從地下24米到40米,，則是不同時期,、更古老的濺射物在不同時期沉積和風化的產(chǎn)物,。這些研究發(fā)現(xiàn)大大拓展了人類的認知范圍。
月背“拓荒者”
探測裝置助力成果頻出
作為月背“拓荒者”,，“玉兔二號” 探測成果頻出,，離不開各懷絕技的科學探測裝置。
月背地下結構的探測,，主要得益于測月雷達的工作,。“玉兔二號”上的測月雷達好比是一臺給月球“CT掃描”的設備，雷達可發(fā)射微波,，通過電磁波對月球淺層地質結構進行探測,。對月球地質分層結構的研究，便是由中國科學院國家天文臺領銜的研究團隊,，根據(jù)兩個月晝期間高頻通道雷達的探測數(shù)據(jù)和月球淺層物質的特性參數(shù)而識別和得出的結論,。
從“嫦娥”與“玉兔”的互拍，到首次拍下撞擊坑的全景照片,，一張張令人驚嘆的月球影像,，出自于“玉兔二號” 巡視器所搭載的全景相機。全景相機由兩臺一模一樣的相機組成,，安裝在“玉兔二號”巡視器的桅桿上,。相機可拍攝高分辨率的月面光學影像，能夠實現(xiàn)三維立體成像,，跟隨月球車對巡視區(qū)進行近距離勘測,，從而進行地形地貌分析。相機還能依靠桅桿的左右旋轉和上下俯仰,，對周邊環(huán)境進行360°拍攝,，再拼接出整個環(huán)拍區(qū)域地形地貌的全部形態(tài)。另外,，全景相機具有黑白和彩色兩種成像模式,。
今年1月，一張名為“玉兔回旋舞”的照片引發(fā)了關注,。事實上,，這是“玉兔二號”在進行原地轉向探測。先行駛到探測區(qū)域,，然后依次分8個偏航角轉動一圈,。在不同的航向角下，紅外成像光譜儀,、中性原子探測儀開機探測——前者由可見紅外的成像光譜儀,、短波紅外光譜儀和定標防塵組件構成，依靠月球車的移動能力，在到達指定科學探測點時,，對月球車前方0.7米的月表進行精細光譜信息獲取，分析物質成分,；中子探測儀則通過探測月球表面的中性原子和離子,，探知太陽風如何作用于月球表面。
