兰州日报·ZAKER兰州 2023-02-09
兔年看“玉兔”,探月新征程
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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,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。

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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。

还有多个国家今年将推进月球探索任务。印度 " 月船 3 号 " 探测任务几经推迟后暂定今年发射,再度尝试将着陆器和月球车送往月球南极。俄罗斯也计划今年把 " 月球 25 号 " 探测器送到月球南极勘察水冰资源并验证软着陆技术。它们承载着人类的智慧与好奇,共同为揭示月球的秘密而努力着。

一审丨编辑 安娜

二审丨值班主任 郭俊宇

三审丨值班总编 张鹏

来源丨新华社

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