玉兔二号再刷新我国探测器行走记录 登月背有多难

　　玉兔二号再刷新我国探测器行走记录
　　4月1日从中国GJ航天局探月与航天工程中心获悉，嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车顺利完成第十六月昼科学探测工作，分别于3月31日17时30分和8时25分完成月夜设置，进入第十六月夜休眠期。
本次月昼期间，嫦娥四号着陆器工况正常，能量平衡，有效载荷月表中子及辐射剂量探测仪、低频射电频谱仪按计划开机工作，地面接收科学探测数据正常。
第十六月昼期间，“玉兔二号”月球车搭载的科学载荷开机正常，继续开展月表红外成像、中性原子测量以及巡视路线月球次表层、月壤及月壳浅层结构探测等科学任务。“玉兔二号”月球车按照探测规划路径继续向着陆器西北方向移动，目前累计行驶里程424.455米。科研人员将在本月夜对探测数据进行科学分析，后续科学成果将及时发布。

　　登陆月背到底有多难
　　虽然，苏联与美国已经完成了对月背的成像工作，但在嫦娥四号登陆月背之前，一直没有航天器造访这片古老的神秘之地，其中一个主要原因就是通信障碍。由于月球自身的阻挡，地球上的测控站无法与月背建立无线电通信，也就无法对飞越或着陆月背的航天器进行测控。形象地说就是，月球背面不在“服务区”内。

　　为解决这一难题，必须建立一座崭新的连接地球和月背的“通信基站”。经过专家们的反复论证，最终决定在环绕地月拉格朗日L2点的Halo轨道上放置一颗“鹊桥”中继星。地月拉格朗日L2点是地月系统中的5个平动点之一，位于地球至月球连线的延长线上，与地球、月球的位置相对固定。由于平动点特殊的动力学特性和在三体问题中相对固定的几何位置，决定了它在停泊中转、中继通信、天文观测、星际转移等深空探测任务中，具备独特的工程应用价值。

　　“鹊桥”中继星是我国首颗、也是世界首颗地球轨道外专用中继卫星。2018年5月21日发射后，在地面的控制下，完成了地月转移、月球借力转向、Halo轨道捕获等关键控制，成功实现了环绕Halo轨道的飞行。在完成在轨精度和指向测试后，具备了实现地面深空站和月背数据中继的能力。“鹊桥”这座通信桥梁的架通，使我国航天器的月背软着陆最终从美好的设想开始变为现实。

　　玉兔二号代表人类成功造访月背
　　嫦娥四号任务位于我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二阶段。此前，嫦娥一号、嫦娥二号实现了第一阶段的绕月目标，嫦娥三号成功降落虹湾，成为我国第一个软着陆的无人登月探测器。2018年12月8日2时23分，长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心腾空而起，把嫦娥四号送入预定轨道，正式拉开人类探测月背的大幕。

　　2019年1月3日，嫦娥四号着陆器搭载玉兔二号到达月背，并于当年1月11日完成两器互拍，标志着嫦娥四号圆满完成任务。在此之后，玉兔二号就承担起对月背巡视探测的主要任务。作为首辆登陆月背的月球车，玉兔二号走出的每一步都在刷新人类纪录，传回的每一张照片都在开拓着人类视野。

　　仅仅降落月背，“走两步”、拍几张片子，并不能满足我们探索的欲望。操控玉兔二号进一步探测，才是北京航天飞行控制中心月球车“驾驶员”们的目标。但月背最远距离地球40多万公里，在如此长距离情况下开月球车，可不像在地面行驶那么简单，这就不得不有效利用月背遥操作技术。

　　作为控制玉兔二号的主要手段，月背遥操作技术包括感知、规划、执行、休眠、唤醒五大部分。感知就是使用月球车的导航相机对月球进行拍照成像。由于导航相机的双目结构，可以在同一时间拍摄两张照片。根据这两张照片，地面人员可以还原出月面的数字影像图，从而判断出月面地形的具体情况，包括撞击坑的宽窄、深浅，石块的大小、距离等信息。

　　在拍照感知到玉兔二号所处周围环境信息后，地面控制人员依据月面数字影像图和科学家团队确定的探测目标点，按月球车的越障、爬坡等通过能力，规划出一条月球车行驶的安全路径，并设定从起点至终点的各个导航点。这一过程，就像是在确定目的地以后，导航定位系统根据地图和所处的周围环境，规划出一条最优的抵达路线。

　　确定好路线以后，接下来就到了实施层面。北京航天飞行控制中心的遥操作人员将规划结果转换成控制指令，通过地面深空站发送到“鹊桥”中继星，再由“鹊桥”中继星将指令转发给月背的玉兔二号月球车，玉兔二号在接到指令后就会按指令完成移动工作。

　　在对玉兔二号的操作过程中，大家经常听到休眠和唤醒两个动作，从字面理解，就仿佛是生命体的生物本能。而玉兔二号实质上是一个精密的月球探测机器人，怎么也需要这样的操作？这和月球的客观环境相关。月球的一天为27个地球日左右，其中一半为白天，称之为月昼；另一半为黑天，即月夜。在月夜期间，月面温度将降至-190℃左右。在过低温度下工作，会对月球车及其搭载的科学设备造成损害。为确保玉兔二号的安全，要控制其在月夜到来前在休眠区进入休眠状态，让车体收拢桅杆和一侧太阳帆板，使用同位素温差电池对设备进行月夜保温，使之以安全姿势进入“梦乡”，即为休眠。

　　当太阳升起，月昼到来时，玉兔二号也该“起床”工作了，也就是唤醒操作。随着月球车太阳帆板受到阳光照射，当其发电功率达到一定值后，月球车将自主唤醒，并主动向中继星发出通信信号，告诉地面的“驾驶员”们：“我醒来了！”地面工作人员收到信号后，就会给它发送指令，完成唤醒状态设置。玉兔二号就这样展开了“新一天”的工作。