探月旅程 走得更遠
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探月旅程 走得更遠
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「玉兔迴旋舞」——原地轉向探測。國家航天局探月與航天工程中心供圖
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 擁抱星辰大海」。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」一個月夜後，分別於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，並未讓月球上的「玉兔」停止工作。在科研工作者的努力下，「玉兔二號」按時「復工」，向規劃目標點前進，開啟新一輪的探索旅程。
實現「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。此後，「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，一天的時間相當於地球上的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，收攏桅杆和一側太陽帆板，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電功率後，「玉兔」便會自主喚醒，並向「鵲橋」中繼星發出通信信號。收到信號後，位於北京航天飛行控制中心的「駕駛員」對「玉兔二號」進行參數設置，並發出指令，幫助「玉兔」進入工作狀態。
事實上，即便在月晝，「玉兔二號」的工作也並非一刻不休。月球上的「中午」來臨時，月壤溫度升高，「玉兔」會進入「避暑」狀態，開啟最小工作模式，直到溫度降低到適宜工作程度。
壽命「第一長」
提供豐富探測數據
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，隨後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」已經安然度過470個地球日，打破了蘇聯「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」兢兢業業地在月背巡視，開展地形地貌探測、淺層結構和礦物成分探測，提供了關於月球背面地質結構、氣象條件、輻射環境等的大量科學數據，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布的數據顯示，在嫦娥四號著陸月球背面一周年時，該中心對外發布的各級科學數據超過210GB，中外科學家團隊根據這些數據取得了一系列重要科學發現。
今年2月，美國《科學進展》雜誌發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域地下40米深度內的地質分層結構，發現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，內嵌有少量石塊，這一層形成於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物。這些研究發現大大拓展了人類的認知範圍。
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，主要得益於測月雷達的工作。「玉兔二號」上的測月雷達好比是一台給月球「CT掃描」的設備，雷達可發射微波，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台領銜的研究團隊，根據兩個月晝期間高頻通道雷達的探測數據和月球淺層物質的特性參數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，出自於「玉兔二號」 巡視器所搭載的全景相機。全景相機由兩台一模一樣的相機組成，安裝在「玉兔二號」巡視器的桅杆上。相機可拍攝高解析度的月面光學影像，能夠實現三維立體成像，跟隨月球車對巡視區進行近距離勘測，從而進行地形地貌分析。相機還能依靠桅杆的左右旋轉和上下俯仰，對周邊環境進行360°拍攝，再拼接出整個環拍區域地形地貌的全部形態。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「玉兔迴旋舞」的照片引發了關注。事實上，這是「玉兔二號」在進行原地轉向探測。先行駛到探測區域，然後依次分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於月球表面。（記者 劉 嶢）
《 人民日報海外版 》（ 2020年04月23日 第09 版）
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