兔年看“玉兔”探月新征程

本报记者  刘  峣

　　癸卯兔年已至，距离地球约38万公里之遥的月球上，一只“玉兔”也在忙碌地工作着。

　　2019年1月3日，中国探月工程四期首次任务——嫦娥四号探测器搭载着玉兔二号月球车，在月球背面顺利着陆，人类历史上首次实现月球背面软着陆和巡视勘察。如今，玉兔二号工作已超过4年，累计行驶近1500米，对外发布各级科学数据超过940.1GB。“玉兔”的探索成果，不断深化着人类对月球的认知。

　　今年，中国将全面推进探月工程四期，月球上的“玉兔”将迎来更多新的访客。

　　玉兔二号超期服役

　　兔年新春前夕，玉兔二号月球车和嫦娥四号着陆器相继完成自主唤醒，迎来第51个月昼工作期。1月21日，国家航天局公布了玉兔二号最新工程图片。图片上，玉兔二号行进留下的车辙印清晰可见，车辙印旁，有一个直径约5米的撞击坑。

　　据专家介绍，玉兔二号携带的导航相机，可以对月球进行拍照成像。地面上的科研人员据此还原出月球表面的数字影像图，判断出月面地形的具体情况，如撞击坑的宽窄、深浅，石块的大小、距离等信息，进而按照月球车的越障和爬坡能力，规划出安全行驶的路径。

　　玉兔二号是中国第二辆月球车。2013年12月15日，玉兔二号的“姐姐”玉兔号跟随嫦娥三号抵达月球表面，并于2016年7月31日超额完成任务后“退休”。如今，舆情网，作为迄今月球上唯一仍在运行的月球车，玉兔二号已“超期服役”。目前，玉兔二号在位于着陆点的西偏北方向，直线距离约800米左右的位置，月球车和车上科学载荷的状态一切正常。

　　玉兔二号的探测首次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，发现地下物质由低损耗的月壤物质和大小不同的大量石块组成。这一研究成果对于了解撞击过程对月表的改造、火山活动规模与历史等具有非常重要的意义。

　　在月球上，一天的时间相当于地球上的27天左右，其中白天和夜晚各一半。在月夜期间，月表月壤的温度将降到零下190摄氏度左右。如果在此极端环境下坚持工作，月球车及其搭载的科学设备极易受损。因此，兔年春节过后，随着月球进入月夜，玉兔二号与嫦娥四号探测器再度进入休眠状态。玉兔二号按照预定策略行驶到休眠点，将车头转向南，收拢桅杆和一侧太阳帆板，盖好“小被子”，等待着下一次月昼的辛勤工作。

　　月壤研究成果频出

　　2020年12月17日，嫦娥五号首次实现地外天体采样返回。为了开展科学研究，中国已5次向国内外科研单位分发共计198份样品。“嫦五”带回的1731克月球样品不断迎来新发现，揭晓更多关于月球的秘密。

　　近日，在第一届嫦娥五号月球样品研究成果研讨会上，一系列原创性成果得到系统性展示。据了解，嫦娥五号月球样品发放以来，相关研究已有50多项成果在国内外重要学术期刊发表，推动中国月球科学研究进入国际前沿。

　　核工业北京地质研究院通过对嫦娥五号月球样品进行详细研究，在14万个月壤颗粒里找到了一个可以解结构的嫦娥石颗粒，由此发现了一种全新的矿物质，并将其命名为“嫦娥石”。这是中国科学家首次发现月球新矿物，我国也由此成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。

　　研究表明，嫦娥石形成于不同的环境和条件，通过研究其形成条件，可以为分析月球岩浆演化提供线索。这不仅体现了中国现代科技和工程技术水平，也是中国人对人类开展月球研究和深空探测的贡献。

　　2021年，中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究，证实月球火山活动可以一直持续到20亿年前。月球火山活动为什么持续如此之久？中科院地质与地球物理研究所研究团队发现，与古老的阿波罗低钛玄武岩相比，年轻的嫦娥五号玄武岩的初始岩浆含有更高钙和钛，可能因为源区含有更高的岩浆洋晚期形成的单斜辉石——钛铁矿堆晶体，导致月幔熔点降低，诱发年轻火山的形成。这项工作量化了月球内部缓慢冷却的热演化过程，为“月球年轻火山成因”这一重要科学问题提供了全新的解释。

　　探月四期全面推进

　　今年，中国将全面推进探月工程四期，规划包括嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务。

　　中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁介绍，嫦娥六号有望从月球背面采集更多样品，争取实现2000克的目标；嫦娥七号准备在月球南极着陆，主要任务是开展飞跃探测，争取找到水；嫦娥八号准备在2028年前后实施发射。嫦娥七号和嫦娥八号将会组成月球南极科研站的基本型，有月球轨道器、着陆器、月球车、飞跃器以及若干科学探测仪器。

　　吴伟仁说，中国还将与其他国家开展国际合作，在2035年前建成国际月球科研站，进行联合设计、联合勘察、数据共享、共同管理。同时，以月球为主要基地，建立集数据中继、导航、遥感于一体的月球互联网，对月球上的资源和探测器实行有效管理。

　　链 接

　　多国竞探月 “玉兔”不孤单

　　作为距离地球最近的天体，月球是人类开启“星际时代”的第一站。从绕月探测器、无人月球车到载人登月，人类对月球的探索不曾止步。

　　“玉兔二号”今年或将不再孤单，另一只“白兔”将前来月球相伴。日本企业“i太空公司”的月球表面探测项目“白兔-R”1号任务的着陆器计划4月在月表的阿特拉斯陨石坑软着陆。该着陆器载有阿联酋穆罕默德·本·拉希德航天中心的月面探测车“拉希德”和日本宇宙航空研究开发机构的可变形月面机器人等。

　　去年年底进入绕月飞行轨道的韩国首个月球轨道探测器“赏月”号最近向公众展示了它近距离“看到”的月球。“赏月”号近期发回的照片中，远景地球与近景月球表面同框，就像在月球上欣赏“地出”一般。“赏月”号将在月球上空100公里高的轨道执行为期1年多的探测任务。

　　美国航天局的小型卫星“月球手电筒”今年也将进入绕月轨道，利用红外激光脉冲从月球南极永久阴影区的陨石坑内寻找水冰。此外，美国航天局新一代月球车“挥发物调查极地探索车”（VIPER）的研发正在紧锣密鼓地进行中。该月球车与高尔夫球车大小相当，计划2024年在月球南极着陆，在那里执行为期100个地球日的探索月球水冰资源任务。VIPER是美国重返月球的“阿耳忒弥斯”计划重要组成，后者旨在最早于2025年将美国宇航员再次送上月球。

　　自确认月球存在水冰以来，其含量能否支撑人类在那里进行长时间探索活动一直是未知数，VIPER将回答“水冰在哪里”及“有多少可用”等问题。为执行该任务，VIPER将携带多种科学仪器，包括钻头以及可检测水中氢原子的光谱仪等。