嫦娥四號探測器登月3年 揭秘月球「神秘小屋」

撰文:施予
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2019年1月3日,中國嫦娥四號探測器降落在月球背面艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑內,開啟了探月之旅。到現在,嫦娥四號探測器在月背工作時間已超過了3年,其中,玉兔二號月球車也已經在月背行駛了上千米,可以說是超期服役。據官方介紹,1月15日,嫦娥四號探測器已經進入月夜休眠,各系統狀態良好。

據央視周一(17日)報道,嫦娥四號探測器攜帶了全景相機、紅外成像光譜儀等6部有效科學載荷,對月背地形地貌、月壤成分等進行了詳細探測,目前已獲取超過3800GB的科學數據。

嫦娥四號任務地面應用系統副總設計師温衛斌表示,「按照我們任務周期是工作了38個月晝,我們目前通過各種的數據和探測數據來分析,它的狀態是非常好的。着陸器上搭載目前長期工作的有兩台載荷,是我們整個嫦娥四號探測器裏面所有載荷工作時間應該是最長的,它的數據也是獲取的是最多的。」

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目前,玉兔二號月球車已經行駛超過1000米,每個月晝平均行進40米左右,它也是目前在月球背面工作時間最長的航天器。未來,玉兔二號將繼續朝着陸點西北方向行進。嫦娥四號任務地面應用系統副總設計師任鑫表示,「現在大方向就是西北方向的沒有濺射物覆蓋的一個玄武岩區域,離咱們目前大約還有一公里,可能還需要較長的一段時間才能到達。」

在嫦娥四號探測器發射之前,設計師給予玉兔二號的設計壽命為3個月,然而自從2019年成功着陸在月球背面以來,這隻兔子已經工作了3年之久,遠超出設計壽命。

這麼長時間,它能始終保持良好的工作狀態,這是甚麼原因呢?

中國航天器上使用的元器件產品都是優中選優,並且要將產品的性能設定為最高標準。嫦娥四號任務地面應用系統主任設計師付強表示,「在設計之初,對各個部件的選用都有很高的可靠性的一個要求,有一個較高的壽命和可靠性的一個保證。」

由於月球表面的温度在160攝氏度和零下180攝氏度之間,晝夜温差達到300多度。為此,工作人員對航天器設計了午休和月夜休眠兩種休息模式,讓嫦娥四號探測器更好適應月球的温度。付強表示,「經過了38個月晝的考驗,我們的這一套工作程序流程的設計都是很合理的。」

此外,由於月球沒有保護層,很多空間粒子會對月表的航天器產生影響。為了保證嫦娥四號和玉兔二號月球車的工作不受影響,在設計之初,它就增強了抗輻照性能。得益於這些保護,不僅可以延長航天器的使用壽命,同時對於採集數據的精準度也提供了保障。

月球「神秘小屋」究竟為何物?

前一段時間,月球上發現「神秘小屋」,一度成為網絡熱點。那這個「神秘小屋」究竟是什麼呢?

由玉兔二號月球車在第36月晝拍攝到的圖片顯示,在月表地平線的位置,有一個類似房子形狀的物體。

嫦娥四號任務地面應用系統主任設計師高興燁表示,「之所以在之前看起來像一個小房子,是因為拍攝的距離和角度造成的,石塊是位於一個坡的頂部,嫦娥四號月球車是在坡的底部,所以說它是從下邊往上看,正好咱們看到石塊是在地平線上,當時角度來看(像)是一個矩形的,看起來像一個小房子。」

其實,「神秘小屋」的產生跟我們平時眼睛看東西,近大遠小的原理類似。在受到光線、背景等多個因素的影響下,就會產生視覺上的錯覺。在第38個月晝,玉兔二號月球車行進到了距離「小房子」10米左右的位置,拍到了小屋的真實面貌。

高興燁說:「38月晝我們走近了看,這個不是一個小房子,實際上是一個石塊。我們發現石塊的寬度大概是20公分,高度大概是10公分,背後有一個比較大的撞擊坑,這個撞擊坑的直徑大概是22米。」其實,「神秘小屋」圖像來自玉兔二號月球車日常環拍圖像中的一部分。為了保證玉兔二號的安全和探測任務的順利進行,每個月晝期間,它都會進行兩次360度環拍,規劃好行進路線。

拍攝圖像超千幅 記錄沿途地貌

玉兔二號月球車作為月球背面唯一的人類航天器,在月背行駛的3年時間裏,它拍攝了超過1000幅圖像,詳細記錄了一路走來的地形地貌,為進一步研究月球提供了價值豐富的數據資料。

由於月球沒有保護層,受到流星的撞擊,從而形成了大大小小的撞擊坑。玉兔二號月球車在一路的行走過程中,也拍攝到了多個不同時期形成的撞擊坑地貌,這也為我們進一步認識月球提供了更多線索。任鑫表示,從玉兔二號拍攝的高分辨照片上看到很多典型地貌,比如說一些新的撞擊坑,(直徑)可以到幾十米甚至幾十釐米這樣的量級。另外還有許許多多大大小小的石塊。

距離我們年代較短的撞擊坑,最為明顯的特徵就是周圍有很多石塊。為了進一步了解較新的撞擊坑,玉兔二號月球車會花費很長時間對它進一步進行探測。任鑫說:「這個坑是在第8個月晝就發現它了,之後將近三個月來圍繞它進行了一個非常詳盡的探測。它這個細節拍得更清楚了,中間的暗色物質就比剛才的圖要清晰很多。其中這塊石頭當時選擇探測對象,利用光譜儀對它進行了拍攝,也對它的物質成分進行了詳細分析。」

現在玉兔二號已經完成了第38月晝的工作,正處在月夜休眠模式。後續玉兔二號月球車還將繼續向着陸點的西北方向行進,獲取更多有效的探測數據。