玉兔二号：月背的探路先锋

李潇帆宋星光武勇江安普忠

2020-03-27 14:16:42　来源：解放军报

　　踏上月背的玉兔二号。

　　在举国上下万众一心抗击新冠肺炎疫情的日子里，搭乘嫦娥四号着陆器于去年初来到月背、担负巡视探测任务的玉兔二号和它的“驾驶员”们，依然坚守在航天一线，以不断探索的脚步在认知月背，也在为祖国祈福加油！

　　2月27日，中国科学院国家天文台科研团队在国际科学期刊《科学·进展》上，发表在月球深空探测领域取得的重大发现——我国利用玉兔二号搭载的测月雷达，揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构，对于了解月球曾经的撞击过程对月表的改造、火山活动规模和历史具有极为重要的价值。

　　作为人类首辆登陆月背的月球车——玉兔二号的神秘之旅,始终吸引着世人的目光。

　　我国何以独辟蹊径造访月背

　　“小时不识月，呼作白玉盘。又疑瑶台镜，飞在青云端。”李白的这首描写明月的诗句千载流传。白玉盘、瑶台镜虽是诗人对明月的比喻和想象，却恰巧说出了一个事实：就像人们总是经常看到盘子和镜子的正面一样，当我们举头望明月时，看到的也始终是月球的正面。

　　古往今来，由于月球的自转和公转同步，所以月背从未示人，因此有着更为吸引人的科学探测价值。与相对平坦的月球正面不同，月背地形更为崎岖，几乎全是环形山和古老的陨石坑。嫦娥四号计划着陆的月背南极——艾特肯盆地，是太阳系第二大超级陨石坑，更接近月球最原始的情况。在月背巡视，开展地形地貌探测、浅层结构和矿物成分探测，将为人类研究月球矿物质结构和太阳系起源提供更多更丰富的第一手资料。并且由于月球自身的遮挡作用，对月背形成天然“屏障”，没有来自地球的各种辐射干扰，能有独一无二的纯净环境开展各类天文观测，可以填补地面射电观测的诸多空白。

　　除此之外，登陆月背不仅对航天领域意义非凡，作为一项极具想象力和突破勇气的科研实践，还将催生和推动一系列高新技术的快速发展，对我国科技创新发展产生积极而深远的影响。

　　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。

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编辑：迟语洋

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