中國探月——嫦娥四號成功著陸月背

李蕭

截至北京時間1月11日8時，嫦娥四號、玉兔二號和“鵲橋”中繼星狀態(tài)穩(wěn)定，各項工作按計劃實施。圖為嫦娥四號著陸器地形地貌相機環(huán)拍全景圖。

2018年12月8日，嫦娥四號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

嫦娥四號地形地貌相機拍攝的玉兔二號影像圖。

1月3日，中國嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面的預(yù)選區(qū)域——艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑，實現(xiàn)了人類在月球背面的首次軟著陸。此消息一公開頓時引發(fā)強烈反響，國內(nèi)外媒體和相關(guān)人士第一時間對此進行詳細報道并給予高度評價，認為嫦娥四號著陸月背展現(xiàn)了中國在航天領(lǐng)域卓越的技術(shù)能力，書寫了人類月球探索史上的新篇章。

“探月夢”托舉“中國夢”

1月3日11時40分，剛剛著陸不久的嫦娥四號對月球背面拍攝了第一張近距離圖片，并且通過“鵲橋”中繼衛(wèi)星送回了地球。當(dāng)晚22時22分，著陸器月球車玉兔二號與嫦娥四號分離，成功抵達月背表面，在月背留下了人類探測器首行腳印。其中，玉兔二號“胸口”的五星紅旗極為奪目。

2004年，中國探月工程正式批準立項。從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖，到嫦娥二號首次實現(xiàn)中國對小行星的飛躍探測，再到2013年，嫦娥三號成功落月。

嫦娥四號最初是嫦娥三號的備份，嫦娥三號的成功一度讓它無用武之地，它該去哪兒引發(fā)了不少爭議。不少探月科學(xué)家認為，嫦娥四號無須冒險，還應(yīng)落在月球正面。然而，作為中國航天科技集團五院深空探測和空間科學(xué)首

1月3日11時40分，剛剛著陸不久的嫦娥四號對月球背面拍攝了第一張近距離圖片，并且通過“鵲橋”中繼衛(wèi)星送回了地球。當(dāng)晚22時22分，著陸器月球車玉兔二號與嫦娥四號分離，成功抵達月背表面，在月背留下了人類探測器首行腳印。其中，玉兔二，號“胸口”的五星紅旗極為奪目。

2018年11月，東莞美馳圖公司生產(chǎn)線上，工人們正在組裝1：8的“嫦娥四號”登月車模型。席科學(xué)家的中國科學(xué)院院士葉培建卻堅定地提出：“落到月球背面去?！?/p>

月球背面對于人類而言，是“秘境中的秘境”，同時也意味著更加嚴酷的環(huán)境。此次嫦娥四號著陸器雖已成功落月，玉兔二號的月背之旅卻注定不是坦途。此外，月球上白晝溫度最高達150℃，黑夜時低至零下180℃，一個夜晚相當(dāng)于地球14天。如何度過炎炎晌午，又如何在漫漫長夜里抵御嚴寒，對“嫦娥”和“玉兔”都是很大的挑戰(zhàn)。

針對這些問題，科研人員們已提前做了考慮。月夜降臨時，玉兔二號會找好棲身之所，收起桅桿，合上太陽翼，同著陸器一起休眠。直到太陽照射到太陽翼的電池片上，沉睡的“嫦娥”和“玉兔”才會被喚醒，開啟新的旅行。

中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁院士介紹說，玉兔二號還對電纜鉤掛系統(tǒng)進行了電纜最小化裸露改進，針對鉤掛、摩擦等應(yīng)用場景做了上千次試驗，大幅提升了整體可靠性。

觀天測地破解宇宙謎題

恒星的起源是什么？星云是如何演化的？月背的輻射又怎樣？要嘗試解答這些天文謎題，“嫦娥”和“玉兔”在月背的科學(xué)任務(wù)可謂滿滿當(dāng)當(dāng)。

1月11日，玉兔二號在朋友圈發(fā)了一條動態(tài)，說是想家了。原來，研發(fā)團隊為了讓玉兔二號看起來更接地氣點，為它開設(shè)了一個微信賬號。各路“神仙”被這條動態(tài)“萌”到了，紛紛安慰玉兔，完成任務(wù)再回來。

談到此次的任務(wù)，主要有3個方面。

聽來自宇宙深處的微弱電磁信號。嫦娥四號著陸器和中繼星上分別安裝了低頻射電頻譜儀和低頻射電探測儀。中科院月球與深空探測總體部主任鄒永廖說，這樣的天文觀測是研究太陽、行星及太陽系外天體的重要手段，也將為研究恒星起源和星云演化提供重要資料;觀察月球剖面的物質(zhì)成分。玉兔二號裝備了一臺測月雷達，配合全景相機、地形地貌相機和紅外成像光譜儀，可以獲取集地形地貌、物質(zhì)成分、淺層結(jié)構(gòu)于一體的綜合地質(zhì)剖面;觸摸月球表面的獨特環(huán)境。嫦娥四號上的載荷還將對月面中子與輻射劑量、中性原子等月表環(huán)境進行探測，研究宇宙輻射、太陽風(fēng)與月面物質(zhì)相互作用的情況。

除此之外，嫦娥四號還負有一個重大任務(wù)一一種棉花。嫦娥四號攜帶了一個生態(tài)循環(huán)模擬罐，內(nèi)部包括土豆和草本植物南芥等。相關(guān)人士介紹，該試驗?zāi)軒椭私庠虑蚰酥撂罩?，?dāng)重力作用減弱時，光合作用運作情況和植物生長情況。據(jù)報道，截止到1月15日，顆棉花種子悄然發(fā)芽。但由于月球背面地區(qū)夜幕降臨，溫度驟降（-170℃左右），棉花無法忍受突如其來的極寒，難以存活。中國國家航天局表示，目前相關(guān)實驗已經(jīng)結(jié)束，種子已經(jīng)完成此次科普使命，并將會在封閉容器內(nèi)分解，不會影響月球環(huán)境。

探月需要多國助力

值得一提的是，此次探月不僅僅被中國人寄予了極高期望，一些國外機構(gòu)也付出很大的努力和心血。

1月10日，中國國家航天局網(wǎng)站發(fā)布消息稱，嫦娥四號軟著陸月球背面以來，由多個國家和組織參與的科學(xué)探測任務(wù)陸續(xù)展開。著陸器上由德國研制的月表中子和輻射劑量探測儀、巡視器上由瑞典研制的中性原子探測儀開機測試，獲取的探測數(shù)據(jù)將通過“鵲橋”中繼星陸續(xù)傳回地面。

除探測器上的德國和瑞典載荷外，中繼星上配置的荷蘭低頻射電探測儀、與俄羅斯合作的同位素?zé)嵩?，將保障嫦娥四號安全度過月夜。另外，中國在南美建設(shè)的阿根廷深空站參與測控任務(wù)，歐洲空間局測控站也將發(fā)揮支持保障作用。

自2018年下半年以來，美國國家航空航天局與中國國家航天局就月球與深空探測合作進行了討論。嫦娥四號任務(wù)發(fā)射前，美國國家航空航天局月球勘探軌道器LRO團隊與嫦娥四號工程團隊科學(xué)家進行了密切溝通，商討利用美方在月球軌道運行的LRO衛(wèi)星觀測嫦娥四號著陸，開展科學(xué)研究。為此，美方向中方提供了LRO衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，中方團隊向LRO團隊提供了著陸時間和落點位置，期待將有更多科學(xué)發(fā)現(xiàn)和成果。

中國國家航天局表示，愿與各國航天機構(gòu)、空間科學(xué)研究機構(gòu)和空間探索愛好者攜手合作，共同探索太空奧秘。