月背工作滿三年！嫦娥四號(hào)如何做到超期服役

15日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器已經(jīng)進(jìn)入月夜休眠，各系統(tǒng)狀態(tài)良好。2019年1月3日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器降落在月球背面艾特肯盆地內(nèi)的馮卡門(mén)撞擊坑內(nèi)，開(kāi)啟了探月之旅。到今天，嫦娥四號(hào)探測(cè)器在月背工作時(shí)間已超過(guò)了3年，其中，玉兔二號(hào)月球車也已經(jīng)在月背行駛了上千米，可以說(shuō)是超期服役。那么，未來(lái)還會(huì)有哪些任務(wù)要承擔(dān)呢？

嫦娥四號(hào)探測(cè)器于2019年1月3日成功軟著陸在月球背面艾特肯盆地內(nèi)的馮卡門(mén)撞擊坑，開(kāi)展了人類歷史上首次月背探測(cè)。它攜帶了全景相機(jī)、紅外成像光譜儀等6臺(tái)有效科學(xué)載荷，對(duì)月背地形地貌、月壤成分等進(jìn)行了詳細(xì)探測(cè)，目前已獲取超過(guò)3800G科學(xué)數(shù)據(jù)。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 溫衛(wèi)斌：按照我們?nèi)蝿?wù)周期是工作了38個(gè)月晝，我們目前通過(guò)各種的數(shù)據(jù)和探測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析，它的狀態(tài)是非常好的。著陸器上搭載目前長(zhǎng)期工作的有兩臺(tái)載荷，是我們整個(gè)嫦娥四號(hào)探測(cè)器里面所有載荷工作時(shí)間應(yīng)該是最長(zhǎng)的，它的數(shù)據(jù)也是獲取的是最多的。

目前，玉兔二號(hào)月球車已經(jīng)行駛超過(guò)1000米， 每個(gè)月晝平均行進(jìn)40米左右，它也是目前在月球背面工作時(shí)間最長(zhǎng)的航天器。未來(lái)，玉兔二號(hào)將繼續(xù)朝著陸點(diǎn)西北方向行進(jìn)。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 任鑫：現(xiàn)在大方向就是西北方向的沒(méi)有濺射物覆蓋的一個(gè)玄武巖區(qū)域，離咱們目前大約還有一公里，可能還需要較長(zhǎng)的一段時(shí)間才能到達(dá)。

多項(xiàng)設(shè)計(jì)延壽命

實(shí)現(xiàn)超期服役

在嫦娥四號(hào)探測(cè)器發(fā)射之前，設(shè)計(jì)師給予玉兔二號(hào)的設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)月，然而自從2019年成功著陸在月球背面以來(lái)，這只兔子已經(jīng)工作了3年之久，遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)壽命。這么長(zhǎng)時(shí)間，它能始終保持良好的工作狀態(tài)，這是什么原因呢？

我國(guó)航天器上使用的元器件產(chǎn)品都是優(yōu)中選優(yōu)，并且要將產(chǎn)品的性能設(shè)定為最高標(biāo)準(zhǔn)。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 付強(qiáng)：在設(shè)計(jì)之初，對(duì)各個(gè)部件的選用都有很高的可靠性的一個(gè)要求，有一個(gè)較高的壽命和可靠性的一個(gè)保證。

由于月球表面的溫度在160攝氏度和零下180攝氏度之間，晝夜溫差達(dá)到300多度。為此，工作人員對(duì)航天器設(shè)計(jì)了午休和月夜休眠兩種休息模式，讓嫦娥四號(hào)探測(cè)器更好適應(yīng)月球的溫度。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 付強(qiáng)：經(jīng)過(guò)了38個(gè)月晝的考驗(yàn)，我們的這一套工作程序流程的設(shè)計(jì)都是很合理的。

此外，由于月球沒(méi)有保護(hù)層，很多空間粒子會(huì)對(duì)月表的航天器產(chǎn)生影響。為了保證嫦娥四號(hào)和玉兔二號(hào)月球車的工作不受影響，在設(shè)計(jì)之初，它就增強(qiáng)了抗輻照性能。得益于這些保護(hù)，不僅可以延長(zhǎng)航天器的使用壽命，同時(shí)對(duì)于采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度也提供了保障。

月球“神秘小屋”

究竟為何物？

前一段時(shí)間，月球上發(fā)現(xiàn)“神秘小屋”，一度成為網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)。那這個(gè)“神秘小屋”究竟是什么呢？

這就是月球“神秘小屋”的圖片，它是由玉兔二號(hào)月球車在第36月晝拍攝到的。圖片中可以看到，在月表地平線的位置，有一個(gè)類似房子形狀的物體。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 高興燁：之所以在之前看起來(lái)像一個(gè)小房子，是因?yàn)榕臄z的距離和角度造成的，石塊是位于一個(gè)坡的頂部，咱們的嫦娥四號(hào)月球車是在坡的底部，所以說(shuō)它是從下邊往上看，正好咱們看到石塊是在地平線上，當(dāng)時(shí)角度來(lái)看（像）是一個(gè)矩形的，看起來(lái)像一個(gè)小房子。

其實(shí)，“神秘小屋”的產(chǎn)生跟我們平時(shí)眼睛看東西，近大遠(yuǎn)小的原理類似。在受到光線、背景等多個(gè)因素的影響下，就會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)上的錯(cuò)覺(jué)。在第38個(gè)月晝，玉兔二號(hào)月球車行進(jìn)到了距離“小房子”10米左右的位置，拍到了小屋的真實(shí)面貌。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師 高興燁：38月晝我們走近了看，這個(gè)不是一個(gè)小房子，實(shí)際上是一個(gè)石塊。我們發(fā)現(xiàn)石塊的寬度大概是20公分，高度大概是10公分，背后有一個(gè)比較大的撞擊坑，這個(gè)撞擊坑的直徑大概是22米。

其實(shí)，“神秘小屋”圖像來(lái)自玉兔二號(hào)月球車日常環(huán)拍圖像中的一部分。為了保證玉兔二號(hào)的安全和探測(cè)任務(wù)的順利進(jìn)行，每個(gè)月晝期間，它都會(huì)進(jìn)行兩次360度環(huán)拍，給規(guī)劃好行進(jìn)路線。

拍攝圖像超千幅

記錄沿途地貌

玉兔二號(hào)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(shí)間里，它拍攝了超過(guò)1000幅圖像，詳細(xì)記錄了一路走來(lái)的地形地貌，為進(jìn)一步研究月球提供了價(jià)值豐富的數(shù)據(jù)資料。

由于月球沒(méi)有保護(hù)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(hào)月球車在一路的行走過(guò)程中，也拍攝到了多個(gè)不同時(shí)期形成的撞擊坑地貌，這也為我們更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)月球提供了更多線索。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 任鑫：從玉兔二號(hào)拍攝的高分辨照片上看到很多典型地貌，比如說(shuō)一些新的撞擊坑，（直徑）可以到幾十米甚至幾十厘米這樣的量級(jí)。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，最為明顯的特征就是周圍有很多石塊。為了進(jìn)一步了解較新的撞擊坑，玉兔二號(hào)月球車會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)它進(jìn)一步進(jìn)行探測(cè)。

嫦娥四號(hào)任務(wù)地面應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 任鑫：這個(gè)坑是在第8個(gè)月晝就發(fā)現(xiàn)它了，之后將近三個(gè)月來(lái)圍繞它進(jìn)行了一個(gè)非常詳盡的探測(cè)。它這個(gè)細(xì)節(jié)拍得更清楚了，中間的暗色物質(zhì)就比剛才的圖要清晰很多。其中這塊石頭當(dāng)時(shí)選擇探測(cè)對(duì)象，利用光譜儀對(duì)它進(jìn)行了拍攝，也對(duì)它的物質(zhì)成分進(jìn)行了詳細(xì)分析。

現(xiàn)在玉兔二號(hào)已經(jīng)完成了第38月晝的工作，正處在月夜休眠模式。后續(xù)玉兔二號(hào)月球車還將繼續(xù)向著陸點(diǎn)的西北方向行進(jìn)，獲取更多有效的探測(cè)數(shù)據(jù)。

什么是月晝與月夜？

15日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器結(jié)束第38月晝工作，開(kāi)始進(jìn)入月夜休眠。什么是月晝與月夜呢？

其實(shí)月球和地球相似，自身在不停旋轉(zhuǎn)，這就形成了月球上的白天和夜晚，稱作月晝與月夜。只不過(guò)和地球相比，月球的自轉(zhuǎn)時(shí)間要慢得多。月球上的一天，相當(dāng)于地球上的二十八天。也就是說(shuō)，一個(gè)月晝大約等于地球上的十四天，而一個(gè)月夜同樣等于地球上的十四天。未來(lái)的十幾天時(shí)間，嫦娥四號(hào)探測(cè)器都會(huì)處于月夜休眠狀態(tài)。此后，再開(kāi)始它第39月晝的辛勤工作。