探月旅程 走得更远

嫦娥四号着陆器地形相机拍摄的“玉兔二号”图像。新华社

“玉兔打转跳回”——原位转向检测。国家航天局月球探测和空间工程中心提供图纸

今年4月24日是第五个“中国航天日”。这个太空日的主题是“发扬太空精神，拥抱星海”。活动当天，中国首次火星探测任务的名称和任务标识将正式公布。

在探索星海的旅程中，月球探测和深空探测是人类走出地球家园，探索外太空的必然选择。最近，中国的嫦娥四号和玉兔二号月球车分别于4月17日13时24分和4月16日20时57分自主醒来，结束了一个月的“和平睡眠”，进入了农历的第17个工作日。

地球上新的冠状肺炎疫情并没有阻止月亮的玉兔工作。在科研人员的努力下，“玉兔2号”按时返回工作岗位，向计划的目标点前进，开始了新一轮的探索旅程。

达到“双400”

输入第17个月的工作周期

在本月的白天，嫦娥四号着陆器携带的月球中子和辐射剂量探测器和低频无线电分光计将按计划开启。“玉兔2号”月球车搭载的全景相机、月球雷达、红外成像光谱仪、中性原子探测器等四种“人工产物”将继续协助“玉兔2号”执行巡逻和探测任务。其中，全景相机预计在中午进行环拍探测，红外成像光谱仪进行标定和红外探测，月面雷达在行驶过程中进行同步探测。

上月白天工作期间(3月18日至3月31日)，“玉兔2号”实现了“双400”的突破:月尾生存时间超过400天，累计里程超过400米。从那以后，“玉兔”又睡着了，为下个月的到来积蓄力量。

为什么“玉兔”会准时入睡？在月球上，一天相当于地球上大约27天，其中白天和黑夜各占一半。在月夜，月球表面的土壤温度将下降到零下190度。如果你坚持在这种极端的环境下工作，月球车和它携带的科学设备是极其脆弱的。因此，在月夜到来之前，“玉兔2号”将按照预定的策略行驶到休息点，将汽车的前部转向南方，折叠桅杆和太阳能电池板的一侧，并使用核动力源进行保温。

随着一月一日的临近，温暖的阳光照耀在“於菟2号”上。当固定侧的太阳能电池板达到一定功率时，“玉兔”就会醒来，并向“鹊桥”中继星发送通信信号。接收到信号后，位于北京航天控制中心的“驾驶员”设置“玉兔2”的参数，并发出指令帮助“玉兔”进入工作状态。

事实上，即使在白天，《玉兔2》也不会无休止地工作。当月亮上的“中午”到来时，月球土壤的温度上升，“玉兔”将进入“夏季”状态，并开始最低工作模式，直到温度下降到合适的工作水平。

“第一次长寿”

提供丰富的检测数据

转眼间，“玉兔2号”已经在月球上呆了一年多了。2019年1月3日，“玉兔2号”月球车搭载嫦娥4号探测器在月球背面着陆，承担了探测月球背面的主要任务。截至今年4月17日，“玉兔2号”已经存活了470个地球日，打破了苏联“月球1号”322天的记录，成为人类历史上最长的月球表面探测器。

人类历史上首次登上月球只是《玉兔2》的一个“小成就”。400多天来，“玉兔二号”一直在月球背面进行认真的考察，开展地形地貌调查、浅层构造和矿物成分调查，提供了大量关于月球背面地质构造、气象条件和辐射环境的科学数据，为人类研究月球矿物结构和太阳系起源提供了丰富的第一手资料，取得了显著的成就。

今年1月，国家航天局月球探测与空间工程中心发布的数据显示，在嫦娥四号登月一周年之际，该中心发布了超过210GB的各级科学数据。中外科学家根据这些数据做出了一系列重要的科学发现。

今年2月，美国《科学进步》杂志发表的一项研究结果显示，玉兔2号搭载的月球雷达首次揭示了月球背面着陆区地下40米范围内的地质层状结构，并发现该结构主要由掺杂不同大小石块的多孔颗粒物质组成。这是人类第一次揭开月球背面地下结构的神秘面纱。它可以帮助人们了解月球撞击和火山活动的历史，并有望给月球背面的地质演化研究带来新的启示。

研究表明，距月球表面12米以下的地层为细粒月球土壤，其中嵌有少量岩石，该地层是由多个冲击坑重叠的溅射物质形成的。地下12米到24米是溅射材料的沉积层，其中含有大量的石头，甚至形成砾石层和砾石堆。从地下24米到40米，它是不同时期和更老的溅射材料沉积和风化的产物。这些发现大大扩展了人类认知的范围。

月亮回来“拓荒者”

检测装置有助于实现频繁。

作为月球背面的“先驱”，玉兔2号已经产生了许多探测结果，这些结果是与具有独特技能的科学探测装置分不开的。

月球背面地下结构的探测主要得益于月球雷达的工作。玉兔2号上的月球雷达就像是月球的“计算机断层扫描”装置。雷达可以发射微波，通过电磁波探测月球的浅层地质结构。中国科学院国家天文台领导的研究小组根据高频通道雷达探测数据和两个月白天月球浅层特征参数，对月球地质分层结构的研究进行了识别和总结。

从“嫦娥”和“玉兔”的相互拍摄到撞击坑的第一张全景照片，“玉兔2号”漫游者携带的全景照相机拍摄到了令人惊叹的月球图像。全景摄像机由安装在“玉兔2号”巡逻船桅杆上的两个相同的摄像机组成。该相机可拍摄月球表面的高分辨率光学图像，并可实现三维成像。它可以跟随月球车对巡逻区域进行近距离测量，从而进行地形地貌分析。摄像机还可以依靠桅杆的左右旋转和上下俯仰，对周围环境进行360度的拍摄，然后拼接整个环形拍摄区域的各种地形地貌。此外，全景相机有黑白和彩色两种成像模式。

今年一月，一张名为“玉兔旋转舞”的照片引起了人们的注意。事实上，这是“於菟2号”原地转向探测。首先开到检测区域，然后依次以8个偏航角旋转一圈。在不同的航向角下，红外成像光谱仪和中性原子探测器开启探测——前者由可见红外成像光谱仪、短波红外光谱仪和校准防尘组件组成。根据月球车的移动能力，当到达指定的科学探测点时，获取月球车前方0.7米处月球表面的精确光谱信息，并分析物质组成；中子探测器探测月球表面的中性原子和离子，以发现太阳风如何作用于月球表面。