“玉兔”圓夢：等待接續(xù)月球故事

2016年12月，“嫦娥三號”探測器搭載“玉兔號”月球車已經(jīng)在月球上生活了3周年。3年來，在33個月晝工作期間，嫦娥三號開展了“測月、巡天、觀地”科學探測，獲取了大量科學數(shù)據(jù)。同時，研究人員在月球淺表層地質(zhì)結(jié)構、月基天文觀測以及地球等離子體觀測等方面取得了一系列創(chuàng)新性科學研究成果。

作為中國在月球上留下的第一個足跡，“玉兔號”的意義深遠。如今，“玉兔號”月球車早已超期服役，科研人員們也依然在為它堅守。

超齡服役的“兔子”

“啊，我壞掉了?！?014年1月25日，月球車玉兔發(fā)出了一條微博，牽動了許多人的心。自2013年12月14日降落在月球上后，受復雜月面環(huán)境的影響，“玉兔號”月球車機構控制出現(xiàn)了異常。隨后，它進入了第二個月夜休眠。

此時，嫦娥三號探測器上的科學載荷陸續(xù)地開始科學探測任務。例如，著陸器上的月基光學望遠鏡也開展了觀天探測，極紫外相機對地球等離子體層也進行了觀測。而這兩項都為世界上首次在月面進行的探測活動。

2014年2月10日，“玉兔號”第一次喚醒失敗，工作人員沒有放棄對故障的分析和排查。兩天后，玉兔全面蘇醒?！坝裢萌匀淮嬖诠收蠠o法移動。”當時，探月工程新聞發(fā)言人裴照宇宣布。

在此期間，“玉兔號”上搭載的全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀、粒子激發(fā)X射線譜儀等4臺科學載荷運行正常，獲得了大量的數(shù)據(jù)。

“帶傷”的玉兔在多次休眠、喚醒后，最終在2016年7月31日停止了工作。設計壽命為3個月的“玉兔號”超額完成了任務，圓了中國人著陸月球的夢。

在專家們看來，正是這些作為墊腳石的探測器們，為將來還會進行的載人登月鋪平了道路。

“觀天”仍在繼續(xù)

“測月、巡天、觀地”，是科學家們寄予“嫦娥三號”的希望。按照計劃，“嫦娥三號”用搭載的8臺科學儀器完成這三項科學目標——巡天觀測，觀察地球等離子體層的結(jié)構和密度變化，調(diào)查月表形貌、地質(zhì)構造和潛在資源。

3年里，許多科研人員為“嫦娥三號”和“玉兔號”默默堅守，中科院國家天文臺研究員魏建彥就是其中的一員。他帶領團隊圍繞月基光學望遠鏡開展研究，取得了豐碩的科研成果。

月基光學望遠鏡也是“嫦娥三號”上目前唯一仍在正常工作的科學儀器。在“玉兔”登陸月球三周年之際，魏建彥帶領團隊像往常一樣負責生成月基光學望遠鏡的科研計劃，遞送到地面應用系統(tǒng)，向衛(wèi)星上傳指令。

團隊廣泛接受來自天文界的觀測申請，每半年一次?！敖Y(jié)合科學家們申請的科學課題，我們判斷月球上什么時候最適合針對這一課題進行觀測，最終生成月基望遠鏡觀測計劃?！蔽航◤┱f。

截至2016年6月，月基光學望遠鏡進行了4940小時的巡天觀測，獲得23.3萬張圖像數(shù)據(jù)。目前，月基光學望遠鏡的科學任務包括兩個方面：巡天觀測、變星長期監(jiān)測。2015年，云南天文臺錢聲幫研究員領導的科研團隊，利用月基光學望遠鏡觀察一個名為“V921 Her”的雙星，通過其光變曲線，確定了雙星系統(tǒng)中兩顆子星的質(zhì)量，并推測這一雙星系統(tǒng)中還存在另一個天體——第三個子星。

魏建彥介紹，對亮的雙星的監(jiān)測，研究其是否具有行星或塵埃環(huán)成為科學家們利用月基光學望遠鏡開展科學研究的一個熱點。

同時，魏建彥團隊還根據(jù)數(shù)據(jù)提出，月球外逸層中的羥基（水）密度的上限，探測精度比哈勃望遠鏡的結(jié)果提高2個量級、比印度月船一號的結(jié)果提高5個量級，是迄今為止這一領域的最好結(jié)果。這一成果發(fā)表在2015年的《行星與空間科學》上。

在科研人員們看來，無論月基光學望遠鏡將來是否停止工作，科學家們對在月球上“巡天”探索永無止境。

“看地”“測月”成果豐碩

中科院國家天文臺研究員王華寧帶領團隊，利用極紫外相機完成了“看地”的科研任務。中科院長春光機所在國際上首次研制了極紫外相機，在月面上對地球周圍15個地球半徑的大視場等離子體層進行了極紫外觀測。

王華寧介紹，由來自中科院國家天文臺、國家氣象衛(wèi)星中心、中科院長春光機所及中科院空間應用中心科研人員組成了一支約30人的科研團隊?！?年里，我們通力合作圍繞這一科學載荷開展了科研工作?！蓖跞A寧表示。

在中科院“地球等離子體層特征及其對太陽活動的響應研究”項目的支持下，研究人員在國際上首次獲得等離子體層側(cè)面大視場動態(tài)觀測結(jié)果。據(jù)國家天文臺閆巖博士介紹，研究人員首先觀察到了等離子體層應該存在的雙卵型結(jié)構。同時，他們還利用一次磁層亞暴期間的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了等離子體層存在的3個明顯的凸起結(jié)構。

在完成“測月”的科學目標中，科學家把地質(zhì)工作者在地球上開展的工作搬到了月球上?！版隙鹑枴钡脑虑蜍嚒坝裢谩鄙?，設置有全景相機、紅外光譜儀、粒子激發(fā)X射線譜儀和探月雷達等設備。

據(jù)了解，這4臺科學儀器的探測數(shù)據(jù)，在國際上首次揭示了月球雨海區(qū)的火山演化歷史，表明月球在距今25億年前左右仍存在大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，可能與該區(qū)域極富放射性元素有關，這一研究結(jié)果對理解月球演化有重要意義。

“蟾宮玉兔方圓夢”，中科院院長白春禮賦詩這樣贊頌“嫦娥三號”的創(chuàng)新成果。從古代先民對登上月球的暢想，到“嫦娥三號”攜“玉兔號”成功落月，嫦娥飛天的夢想已經(jīng)實現(xiàn)。但是，中華民族的探月夢并沒有就此結(jié)束。未來發(fā)射的嫦娥四號、五號，火星探測器，還將帶領國人走向更遠的太空。

來源：科學網(wǎng)endprint