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一年前的今天,嫦娥四號探測器成功著陸在月球背麵南極-艾特肯盆地的馮·卡門撞擊坑;1月4日,“玉兔二號”月球車與著陸器成功分離,分別開展科學探測;1月11日(ri),兩(liang)器(qi)完(wan)成(cheng)互(hu)拍(pai)成(cheng)像(xiang),地(di)麵(mian)接(jie)收(shou)圖(tu)像(xiang)清(qing)晰(xi)完(wan)好(hao),中(zhong)外(wai)科(ke)學(xue)載(zai)荷(he)工(gong)作(zuo)正(zheng)常(chang),探(tan)測(ce)數(shu)據(ju)有(you)效(xiao)下(xia)傳(chuan),搭(da)載(zai)科(ke)學(xue)試(shi)驗(yan)項(xiang)目(mu)順(shun)利(li)開(kai)展(zhan),達(da)到(dao)工(gong)程(cheng)既(ji)定(ding)目(mu)標(biao),標(biao)誌(zhi)著(zhe)嫦(chang)娥(e)四(si)號(hao)任(ren)務(wu)取(qu)得(de)圓(yuan)滿(man)成(cheng)功(gong)。2019年11月,“玉兔二號”月球車實現“雙三百”突破,成為世界上在月麵工作時間最長的人類探測器。
今天,嫦娥四號已在月麵工作滿一周年,經曆十三次月晝月夜考驗,“玉兔二號”月球車在地質條件複雜的月球背麵累計行駛357.695米。一年以來,對外發布各級科學數據超過210GB,中外科學家團隊正在持續進行深入研究,並已取得一係列重要科學發現。
嫦娥四號著陸器開展定點探測“靜若處子”,“玉兔二號”月球車開展巡視探測“動若脫兔”,一yi靜jing一yi動dong,在zai遙yao遠yuan的de月yue球qiu背bei麵mian形xing成cheng一yi道dao美mei麗li的de風feng景jing線xian。下xia麵mian對dui嫦chang娥e四si號hao一yi年nian來lai經jing曆li的de主zhu要yao飛fei控kong事shi件jian和he部bu分fen典dian型xing科ke學xue探tan測ce過guo程cheng進jin行xing簡jian要yao回hui顧gu。
“睡覺”和“醒來”——月夜休眠和月晝喚醒
當月夜將要來臨的時候,“玉兔二號”按照預定策略行駛至休眠點,將車頭轉向南,固定側太陽翼朝東。隨著太陽高度角下降,氣溫逐漸降低,地麵控製“玉兔二號”接通供熱裝置,引入“暖氣”。月夜來臨時,“玉兔二號”開始休眠設置,收攏桅杆和活動側太陽翼,“玉兔二號”進入“夢鄉”。度過14天後,新的月晝開始,陽光逐漸照射到“玉兔二號”上,朝東的固定側太陽翼達到預設發電功率後,自主喚醒啟動,電源接通、中心計算機開機、活動側太陽翼和桅杆依次展開,同時“玉兔二號”與“鵲橋”中繼星自主建立通信。地麵駕駛員進行狀態設置,“玉兔二號”進入月晝工作狀態。

“玉兔回旋舞”——原地轉向探測
這是“玉兔二號”在原地“畫一個圈”,對月麵選定地點進行360°轉向探測。行駛至預定探測區域後,依次分8個偏航角轉動一圈,在各航向角下紅外光譜儀、中性原子探測儀開機探測,避障相機成像,探測完畢後將探測數據傳回地球。
“玉兔回眸”——車轍探測
車轍探測是對行駛路線上車轍壓翻出來的月壤進行紅外探測。地麵駕駛員事先計算好轉向角度,確保紅外視場覆蓋“玉兔二號”行駛的車轍。隨後根據地麵發送的指令,轉向約180°,利用紅外光譜儀“回頭看”,對車轍進行探測,探測完成後繼續進行後續工作。

專注的“兔子”——定點探測
定點探測是“玉兔二號”在“立定”狀態下,研究太陽高度角變化對月麵某點的反射光譜影響。當“玉兔二號”行xing駛shi至zhi預yu定ding地di點dian後hou轉zhuan向xiang至zhi選xuan定ding航hang向xiang,隨sui後hou每mei隔ge兩liang小xiao時shi進jin行xing一yi次ci紅hong外wai探tan測ce,適shi時shi進jin行xing紅hong外wai定ding標biao和he中zhong性xing原yuan子zi探tan測ce,在zai月yue夜ye來lai臨lin前qian結jie束shu定ding點dian探tan測ce工gong作zuo尋xun找zhao休xiu眠mian點dian。

“午休避暑”——進出月午
月晝的“中午”來臨時,月表氣溫達到最高,“玉兔二號”轉至車頭向西,地麵設置“玉兔二號”進入最小工作模式,進入月午“避暑”。隨著太陽高度角下降,氣溫逐漸降低,降到適宜工作的溫度後,地麵設置“玉兔二號”退出最小工作模式,開始月晝“下午”的工作。
技術創新支撐嫦娥四號“奔月之旅”
嫦娥四號所取得的主要技術創新包括:
一是國際首次完成月球背麵崎嶇環境條件下的高精度軟著陸探測。月球背麵地形複雜崎嶇,可選著陸區麵積僅有嫦娥三號的5%左右。為此,科研團隊發明了基於近月製動和環月修正雙層迭代的軌道聯合控製方法,具備了多發射窗口下“定時定點”著陸在同一狹小區域的能力;同時,為解決航跡起伏高達7公裏的安全著陸難題,設計了一種接近垂直降落的動力下降控製法,最終實現了著陸點自主選擇和精確避障。
二是國際首次實現地月之間連續可靠的中繼通信。研製了首個用於深空的輕小型、長壽命中繼星和耐低溫的輕質、高增益、大口徑中繼天線,實現零下235度極低溫環境下的安全運行和精確指向控製;摸索出了使命軌道構型和軌道捕獲方法,解決了中繼星對月球背麵探測器全時段穩定中繼通信難題。
科學成果揭開月球背麵神秘麵紗
嫦娥四號四大科學目標是:月yue基ji低di頻pin射she電dian天tian文wen觀guan測ce與yu研yan究jiu,月yue球qiu背bei麵mian巡xun視shi區qu形xing貌mao和he礦kuang物wu組zu份fen探tan測ce與yu研yan究jiu,月yue球qiu背bei麵mian巡xun視shi區qu淺qian層ceng結jie構gou探tan測ce與yu研yan究jiu,以yi及ji月yue麵mian中zhong子zi輻fu射she劑ji量liang、中性原子等月球環境探測研究。
這一年,嫦娥四號成果豐碩,意義重大。根據各科學載荷所取得的數據,科研團隊重構了嫦娥四號月麵下降軌跡,對著陸點進行了精確定位;獲取了著陸區形貌、構造、成分等地質信息,以實驗證據證明月球背麵南極-艾特肯盆地(SPA)存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質,對揭示南極-艾特肯盆地地質演化乃至月殼早期演化曆史、月球深部物質結構及形成機理等科學問題具有重要價值;實現了巡視區月壤分層結構的高精度成像,揭示了月壤分層結構的形成機理;獲取了大量中性原子、月表中子與輻射劑量及低頻射電頻譜等探測數據,並取得了初步分析結果。基於上述科學研究成果,嫦娥四號任務核心科學家團隊已在《Nature》《Science》等國內外期刊陸續發表20餘篇高水平論文,產生重大學術影響。
這一年,也是中國探月與深空探測事業全麵發展的一年。從年初嫦娥四號實現國際首次月球背麵軟著陸,到年末我國最先進、運載能力最大的長征五號運載火箭成功複飛,以及一年以來嫦娥四號取得舉世矚目的科研成果,探月工程四期、行星探測、重型運載火箭立項取得重大進展。中國航天人敢於仰望星空,傾心擘畫著中國航天事業發展的宏偉藍圖;中國航天人也善於俯首躬行,默默耕耘著建設航天強國的廣袤沃土。
這一年,證明嫦娥四號任務是中國始終堅持和平探索和利用太空、造福全人類的一次成功實踐。後續,中國國家航天局將在平等互利、和平利用、包容發展的基礎上,繼續與世界人民一道,攜手探尋宇宙奧秘,為人類文明和社會發展謀福祉。
“告別過去的成就,迎接新年的曙光,我們要做的還有很多。”國(guo)家(jia)航(hang)天(tian)局(ju)張(zhang)克(ke)儉(jian)局(ju)長(chang)說(shuo)。今(jin)年(nian)我(wo)國(guo)將(jiang)迎(ying)來(lai)首(shou)次(ci)火(huo)星(xing)探(tan)測(ce)任(ren)務(wu)和(he)嫦(chang)娥(e)五(wu)號(hao)月(yue)球(qiu)采(cai)樣(yang)返(fan)回(hui)任(ren)務(wu),使(shi)命(ming)光(guang)榮(rong),責(ze)任(ren)重(zhong)大(da)。我(wo)們(men)要(yao)萬(wan)眾(zhong)一(yi)心(xin)加(jia)油(you)幹(gan),在(zai)新(xin)年(nian)的(de)曙(shu)光(guang)下(xia)描(miao)繪(hui)春(chun)天(tian),篤(du)定(ding)前(qian)行(xing)。正(zheng)如(ru)習(xi)近(jin)平(ping)總(zong)書(shu)記(ji)在(zai)新(xin)年(nian)賀(he)詞(ci)中(zhong)所(suo)說(shuo):“讓我們隻爭朝夕,不負韶華,共同迎接2020年的到來。”
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