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)
“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“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..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。
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?！坝裢枚枴痹虑蜍嚁y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(shè)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(zhuǎn)向南，收攏桅桿和一側(cè)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(cè)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(shè)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.小工作模式，直到溫度降低到適宜工作程度。
壽命“..長”
提供豐富探測數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)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.長的探測器。
人類歷史上..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(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..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..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..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(jié)構(gòu)的探測，主要得益于測月雷達的工作?！坝裢枚枴鄙系臏y月雷達好比是一臺給月球“CT掃描”的設(shè)備，雷達可發(fā)射微波，通過電磁波對月球淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行探測。對月球地質(zhì)分層結(jié)構(gòu)的研究，便是由中國科學院國家天文臺領(lǐng)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(zhì)的特性參數(shù)而識別和得出的結(jié)論。
從“嫦娥”與“玉兔”的互拍，到..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?qū)崿F(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(zhuǎn)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(guān)注。事實上，這是“玉兔二號”在進行原地轉(zhuǎn)向探測。先行駛到探測區(qū)域，然后依次分8個偏航角轉(zhuǎn)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(gòu)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(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，探知太陽風如何作用于月球表面。
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