近日，“嫦娥五号”探测器正式开启了我国航天领域首次地外天体采样返回之旅。此前，“嫦娥三号”“嫦娥四号”月球探测器都成功完成了探月任务。请听中国航天科技集团八院研究员、“玉兔二号”移动分系统主任设计师刘殿富在“造就Talk”讲述“嫦娥四号”在月球背面着陆的故事。

　　为什么要去月球的背面

　　2019年1月3日，“嫦娥四号”成功在月球背面着陆，实现了人类首次月球背面的软着陆和巡视探测。我们为什么要去月球背面呢？
　　因为我们在地球上永远看不到月球的背面，人类也从未踏足过月球背面，那里古老而神秘，对我们而言始终是一个谜。此外，月球背面没有地球大气层的影响，也没有来自地球的电磁波干扰，是开展天文观测和研究的理想之地。
　　“玉兔二号”着陆的地方叫冯·卡门撞击坑，是一个有着上亿年历史的撞击坑，它的直径有几十公里，地形相对比较平坦，山峰较少，所以选择在这里着陆。
　　从行驶路线图上可以看到，“玉兔二号”周围撞击坑密布。月球背面的撞击坑大多经历千万年甚至上亿年的时间，坑中的月壤非常疏松，有可能使车轮深陷其中。
　　为了避开这些撞击坑，使“玉兔二号”顺利到达指定的考察点，它每走一步，科研人员都要对周围一圈地形进行拍照，然后把照片拼接在一起形成一张完整的地形图。经过详细计算和精心规划，科研人员最终找出一条羊肠小道，指挥“玉兔二号”一路向西，成功突围。
　　设计师们在机动性、稳定性和车轮构型3个方面，把“玉兔二号”的沉陷风险降到了最低。“玉兔二号”具有直线行走、曲线行走和原地转向的能力，它的机动性较强，有利于在危险地形下脱困。它有6个车轮，但只有一根轴与车体连接，这样的结构可以保证在任何地形下，6个车轮都始终与月面接触，防止翻车。最后，“玉兔二号”的轮面构型是筛网的构型，这种构型不容易造成月壤堆积，而且重量较轻，每个车轮只有700克，不易沉陷。
　　如今，“玉兔二号”已经超过苏联的月球车，成为在月球上工作时间最长的月球车。

　　第一次在月球背面种棉花

　　“玉兔二号”上配置的科学载荷主要包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪。这些载荷用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。
　　“嫦娥四号”还有一个重要的特点就是国际合作。在火箭整流罩上，除了有中国国家航天局和中国探月工程的标志外，还有4大国际合作伙伴的标志，它们分别是德国、荷兰、瑞典和沙特。
　　其中，与“嫦娥四号”中继星一起发射的“龙江二号”微卫星上搭载了沙特的相机，为沙特拍到了第一张月球照片以及网上广为流传的最美地月合影，照片在英国《独立》报和美国《科学》杂志上刊发。这也是中国航天与“一带一路”沿线国家合作的又一个标志性成果。
　　“嫦娥四号”上还搭载了一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”，包括棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇6种生物。在月球上，第一次有一棵来自地球的植物发芽了，我们也成了第一个在月球上种棉花、种土豆的人。

　　中国探月史回顾与展望

　　从2007年“嫦娥一号”发射至今，目前我国仍有一些月球探测器在月球上同时工作，包括“嫦娥三号”着陆器、“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”月球车。
　　“嫦娥一号”是我国首颗月球卫星，实现了绕月飞行目标，是探月工程“绕、落、回”三步走目标中的第一步。“嫦娥二号”同样也实现了绕月探测的目标，探测时拍摄的月面全景图至今仍用于“玉兔二号”的路径规划。它在完成任务后飞向了深空，在穿过小行星带时对图塔蒂斯小行星进行了清晰成像。“嫦娥三号”着陆器和“玉兔一号”月球车实现了落月探测的目标，首次实现地外天体软着陆和巡视勘察。“嫦娥四号”着陆器与“玉兔二号”在月球背面着陆后，目前仍在履行着它们的历史使命。
　　“嫦娥五号”将实现月面采样返回。它包括4个部分：轨道器负责地月往返；着陆器负责带着上升器一起着陆到月面；开展采样之后，上升器负责从月面起飞，飞到月球轨道之后，和轨道上的轨道器对接；返回器负责携带样品着陆地球。这个过程非常复杂，之前苏联也经过了多次尝试，最终成功了3次，带回了300多克月壤。“嫦娥五号”这次预计带回2000克月壤。
　　中国探月工程的三步走目标，眼看都快要实现了。然而，这并不是终点。未来，我们还要在月球建基地，开采月球资源，在月球建造火箭，从月球出发去探索更遥远的深空。甚至，我们还可以去月球旅游。
　　梦想虽然很遥远，但梦想终将实现。

（文章来源：《解放日报》2020年12月11日第14版）

荐稿人：lry 2020-12-11  执行编辑：lyh 2020-12-11  责任编辑：zjy 2020-12-11

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