由嫦娥四號(hào)著陸器地形地貌相機(jī)拍攝的“玉兔二號(hào)”影像圖。

新華社發(fā)

　　“玉兔回旋舞”——原地轉(zhuǎn)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(gè)“中國航天日”，此次航天日的活動(dòng)主題為“弘揚(yáng)航天精神擁抱星辰大海”。活動(dòng)當(dāng)天，中國首次火星探測任務(wù)名稱、任務(wù)標(biāo)識(shí)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(hào)著陸器和“玉兔二號(hào)”月球車在“安睡”一個(gè)月夜后，分別于4月17日13時(shí)24分和16日20時(shí)57分受光照自主喚醒，進(jìn)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(hào)”按時(shí)“復(fù)工”，向規(guī)劃目標(biāo)點(diǎn)前進(jìn)，開啟新一輪的探索旅程。

　　實(shí)現(xiàn)“雙四百”

　　進(jìn)入第十七月晝工作期

　　在本月晝工作期，嫦娥四號(hào)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(jì)劃開機(jī)工作。“玉兔二號(hào)”月球車攜帶的4件“神器”——全景相機(jī)、測月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、中性原子探測儀等科學(xué)探測裝置，將繼續(xù)助力“玉兔二號(hào)”的巡視探測任務(wù)。其中，全景相機(jī)預(yù)計(jì)在接近月午時(shí)進(jìn)行環(huán)拍探測，紅外成像光譜儀將進(jìn)行定標(biāo)和紅外探測，測月雷達(dá)將在行駛過程中開展同步探測。

　　在上個(gè)月晝工作期(3月18日至3月31日)，“玉兔二號(hào)”實(shí)現(xiàn)了“雙四百”的突破：在月背存活時(shí)間突破400天，累計(jì)行駛里程超過400米。此后，“玉兔”再度沉沉睡去，為下一個(gè)月晝的到來積蓄力量。

　　“玉兔”為何要按時(shí)入眠?在月球上，一天的時(shí)間相當(dāng)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(jiān)持工作，月球車及其搭載的科學(xué)設(shè)備極易受損。因此，在月夜來臨前，“玉兔二號(hào)”按照預(yù)定策略行駛到休眠點(diǎn)，將車頭轉(zhuǎn)向南，收攏桅桿和一側(cè)太陽帆板，使用核源進(jìn)行保溫。

　　隨著月晝到來，溫暖的陽光照射到“玉兔二號(hào)”身上。當(dāng)固定側(cè)的太陽帆板達(dá)到一定發(fā)電功率后，“玉兔”便會(huì)自主喚醒，并向“鵲橋”中繼星發(fā)出通信信號(hào)。收到信號(hào)后，位于北京航天飛行控制中心的“駕駛員”對“玉兔二號(hào)”進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，并發(fā)出指令，幫助“玉兔”進(jìn)入工作狀態(tài)。

　　事實(shí)上，即便在月晝，“玉兔二號(hào)”的工作也并非一刻不休。月球上的“中午”來臨時(shí)，月壤溫度升高，“玉兔”會(huì)進(jìn)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。

　　壽命“第一長”

　　提供豐富探測數(shù)據(jù)

　　轉(zhuǎn)眼間，“玉兔二號(hào)”的月球之旅已有一年多。2019年1月3日，“玉兔二號(hào)”月球車隨嫦娥四號(hào)探測器登陸月球背面，隨后承擔(dān)起對月背巡視探測的主要任務(wù)。截至今年4月17日，“玉兔二號(hào)”已經(jīng)安然度過470個(gè)地球日，打破了蘇聯(lián)“月球一號(hào)”322天的紀(jì)錄，成為人類歷史上在月面工作時(shí)間最長的探測器。

　　人類歷史上首次登陸月背，只是“玉兔二號(hào)”的一項(xiàng)“小成就”。400多天以來，“玉兔二號(hào)”兢兢業(yè)業(yè)地在月背巡視，開展地形地貌探測、淺層結(jié)構(gòu)和礦物成分探測，提供了關(guān)于月球背面地質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣象條件、輻射環(huán)境等的大量科學(xué)數(shù)據(jù)，為人類研究月球礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(hào)著陸月球背面一周年時(shí)，該中心對外發(fā)布的各級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)超過210GB，中外科學(xué)家團(tuán)隊(duì)根據(jù)這些數(shù)據(jù)取得了一系列重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

　　今年2月，美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究成果顯示，“玉兔二號(hào)”搭載的測月雷達(dá)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(zhì)分層結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這層結(jié)構(gòu)主要由摻雜著不同大小石塊的多孔顆粒物質(zhì)組成。這是人類第一次揭開月球背面地下結(jié)構(gòu)的神秘面紗，可以幫助人們了解月球撞擊和火山活動(dòng)歷史，有望為月球背面的地質(zhì)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(xì)粒月壤，內(nèi)嵌有少量石塊，這一層形成于多個(gè)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(shí)期、更古老的濺射物在不同時(shí)期沉積和風(fēng)化的產(chǎn)物。這些研究發(fā)現(xiàn)大大拓展了人類的認(rèn)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(hào)”探測成果頻出，離不開各懷絕技的科學(xué)探測裝置。

　　月背地下結(jié)構(gòu)的探測，主要得益于測月雷達(dá)的工作。“玉兔二號(hào)”上的測月雷達(dá)好比是一臺(tái)給月球“CT掃描”的設(shè)備，雷達(dá)可發(fā)射微波，通過電磁波對月球淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測。對月球地質(zhì)分層結(jié)構(gòu)的研究，便是由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，根據(jù)兩個(gè)月晝期間高頻通道雷達(dá)的探測數(shù)據(jù)和月球淺層物質(zhì)的特性參數(shù)而識(shí)別和得出的結(jié)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(hào)”巡視器所搭載的全景相機(jī)。全景相機(jī)由兩臺(tái)一模一樣的相機(jī)組成，安裝在“玉兔二號(hào)”巡視器的桅桿上。相機(jī)可拍攝高分辨率的月面光學(xué)影像，能夠?qū)崿F(xiàn)三維立體成像，跟隨月球車對巡視區(qū)進(jìn)行近距離勘測，從而進(jìn)行地形地貌分析。相機(jī)還能依靠桅桿的左右旋轉(zhuǎn)和上下俯仰，對周邊環(huán)境進(jìn)行360°拍攝，再拼接出整個(gè)環(huán)拍區(qū)域地形地貌的全部形態(tài)。另外，全景相機(jī)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(guān)注。事實(shí)上，這是“玉兔二號(hào)”在進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向探測。先行駛到探測區(qū)域，然后依次分8個(gè)偏航角轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)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(biāo)防塵組件構(gòu)成，依靠月球車的移動(dòng)能力，在到達(dá)指定科學(xué)探測點(diǎn)時(shí)，對月球車前方0.7米的月表進(jìn)行精細(xì)光譜信息獲取，分析物質(zhì)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(fēng)如何作用于月球表面。