“玉兔二號”月球背面旅行日記_風聞

Hello大家好，我是“玉兔二號”月球車，12月20日也就是今天我將在北京時間17點44分再一次受光照成功自主“喚醒”，開始第13個月晝的探測工作。我已經在月夜極低温環境下休眠長達14天了，我的四哥“嫦娥四號”着陸器也將於明天12月21日“喚醒”，我們倆將在我三哥“鵲橋”中繼星的支持下正式開始數傳接收任務，將探測到的寶貴數據傳回交到地球上叔叔阿姨們的手裏。三哥、四哥和我共同組成了嫦娥四號探測器，嫦娥三號探測器的着陸器和“玉兔”月球車分別是我的大哥和二姐，我們同屬於落月探測器成員。

落月探測器成員組成圖

説起我們落月探測器家族成員那是個個都很了不起。大哥“嫦娥三號”和二姐“玉兔”代表中國首次實現了月面軟着陸，他們於2013年12月15日成功登陸在月球正面的雨海區域，並開展了一系列的科學探測，取得了許多成果。繞月探測器家族的嫦娥一號和嫦娥二號是我們嫦娥探測器大家族了不起的先驅前輩，他們環繞月球飛行獲得了許多珍貴的月面影像資料和科學數據，為我們落月家族登上月球打下了堅實的基礎。

嫦娥探測器家族組成圖

同為月球車，我與嫦娥三號“玉兔”姐姐最大的不同在於，我去的是從來沒有實地勘察過的月球背面，月球背面和地球之間是無法直接進行無線電通訊的，因此這個時候就要靠我的三哥“鵲橋”中繼星來幫忙了。三哥“鵲橋”是國際上第一顆繞地月L2點運行的中繼星，首次實現了月球背面與地球的連續可靠中繼通信。

地月中繼通信示意圖

在他（她）們精彩而傳奇經歷的感召下，我帶着期待而忐忑的心情踏上了自己的月球背面之旅。

奔月之旅開始了

2018年12月8日，我和四哥乘着長征三號乙運載火箭踏上了奔月之旅。經過20多天的飛行，北京時間2019年1月3日10點15分，我們收到了地球上叔叔阿姨們從北京航天飛行控制中心向我們發出的降落指令，當時我們正處在距月面15公里的高度，我不禁有些緊張：“這麼高我們能順利着陸嗎？”四哥立馬安慰我説：“我身上攜帶了激光測距傳感器、微波測距和測速傳感器、以及光學和激光成像傳感器，這些科學儀器可以幫助我識別月面的障礙物和坡度，實現自主避障，放心吧我們會順利着陸的”。的確為了我們這次月球背面成功降落，地球上的叔叔阿姨們做了很多工作，在嫦娥三號成功的基礎上，研製了包括動力下降控制、自主粗避障和精避障異構融合、故障快速自主診斷和系統重構等關鍵技術，解決了航跡起伏高達7km、着陸區狹小條件下的安全着陸難題。

嫦娥三號與嫦娥四號着陸下降軌跡比對圖

10點26分四哥嫦娥四號着陸器帶着我成功着陸在了月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內。當我看到四哥用他攜帶的降落相機錄製的降落過程視頻，不由得倒吸一口冷氣，驚險而又幸運，我們有效地避開了着陸點附近的多個大坑。

 “成功了！成功了！”當我們降落的那一刻，我聽到來自地球上的一片歡呼聲。我和四哥收到了來自四面八方的祝福，美國國家航天局、歐洲航天局還有我們親愛的中國航天局等各大航天機構紛紛向我們發來賀電，地球上媒體紛紛報道：“中國嫦娥四號代表全人類首次實現月球背面軟着陸！”説起這些不免有點小驕傲呢。

來自地球各大媒體的報道

落月之後的第一天

落月後，四哥馬上開始投入工作，1月3日11點40分四哥利用着陸器監視相機獲取了世界第一張近距離拍攝的月球背面影像圖並傳回地球。

發佈的圖片為嫦娥四號着陸器監視相機拍攝的着陸點南側月球背面圖像

到下午15時7分的時候我們收到了來自地球的指令，一切準備就緒，我即將要踏上月球背面啦。首先我需要向轉移機構開始緩慢移動，轉移機構解鎖正常，在四哥着陸器和月面之間搭起了一架斜梯，然後我就可以沿着斜梯緩緩地走向月面，22點22分我已經成功踏上月面啦！看看四哥用着陸器監視相機和地形地貌相機為我拍攝的照片，是不是很可愛？得意臉~

除了與月球背面合影我還與三哥“鵲橋”成功進行了對話，建立了獨立的數傳鏈路，以後我們就有專屬的聊天室了。我隨身攜帶的科學載荷之一全景相機是我的旅拍神器哦，之後在朋友圈分享我的旅程可都得靠他了。

圖為玉兔二號月球車攜帶的全景相機在第一月晝期間拍攝的月球背面圖片

互拍留念

自從我踏上月球以來，已經見識了好多不一樣的風景，但回頭看看離四哥卻越來越遠了，四哥不能像我一樣可以到處行走，從降落那天起他就一直靜靜地佇立在原地，真擔心有一天我走得太遠看不清他了。於是，我和四哥約定互相拍照留作紀念，我按照規劃好的路徑找到最佳的角度，在三哥“鵲橋”發送的遙控指令下，與四哥完成了互拍留念——我用全景相機給四哥拍了照，四哥用它的地形地貌相機給我拍了照。照片上可以清楚地看到我和四哥以及周圍月球背面的地形地貌，我們胸前的五星紅旗也分外醒目。

圖為經過地面數據接收與處理獲得的兩器互拍圖片，下面的照片由6幅圖片拼接而成

我給四哥拍照的時候，距離四哥相對來説是比較近，而且四哥身材高大，我的全景相機拍攝的一張照片不足以囊括四哥的全貌，所以地球上的叔叔阿姨把我拍攝的多張照片利用鑲嵌的方式拼接成了四哥的全身照。當然，由於我身材嬌小四哥拍我就容易了，全身照一次就完成啦，嘻嘻。

嫦娥四號着陸器成像拼接示意圖

月夜休眠

月球與地球相似有白天和黑夜之分，月球上的一個晝夜相當於地球上約28天。月晝和月夜時間分別大約相當於地球的14天。月夜期間沒有光照和太陽輻射，月表紅外熱流也很小，加上月球沒有大氣，月壤導熱係數小，進入月夜後，月表温度會很快降低至-180℃左右。長時間極低温環境對我和四哥都是一個嚴峻的考驗。我隨身一共攜帶了四個科學載荷，除了前面提到的全景相機還包括測月雷達、紅外成像光譜儀，以及中性原子探測儀（中國-瑞典合作），在一個月晝工作期間這些科學載荷也已經陸續開機進行測試，在後續的月晝工作期將逐步開展科學探測工作，獲得更多的科學數據與探測成果。1月12日，這些科學載荷也將和我一起進入第一個月夜休眠，我和四哥將要美美的睡上一覺，靜等下一個月晝的來臨。

2019年1月29日，當月球上第一縷陽光照射在我身上左側的太陽能板上時，我根據太陽高度角變化擇機退出了“月夜休眠”，打開負載在身體上的右側太陽能板，豎起桅杆，準備開始第二個月晝的探測工作。特別感謝地球的叔叔阿姨為我準備的抗寒利器——同位素“暖寶寶”，它能夠不受温度、壓力和電磁場等外界環境的影響持續提供熱量，讓我平安度過了極低温的月夜，經過10多天的修養，我渾身充滿了能量💪。

為什麼要探測月球背面

天文學家一直希望找到一片完全寧靜的地區，監聽來自宇宙深處的微弱電磁信號。在地球上，人們日常生產生活的電磁環境會對這樣的觀測產生嚴重干擾。而月球背面是一片難得的寧靜之地，因為月球自身屏蔽了來自地球的各種無線電干擾信號。到月球背面開展低頻射電天文觀測是天文學家夢寐以求的，低頻觀測是研究太陽、行星及太陽系外天體的重要手段，也將為研究恆星起源和星雲演化提供重要資料。

利用四哥攜帶的低頻射電頻譜儀開展月球背面低頻射電天文觀測與研究，低頻射電頻譜儀採用三天線單元接收太陽爆發和宇宙空間來波電場信號，獲取低頻電磁波信息，對太陽的電磁波輻射和着陸區上方的月球等離子環境進行研究。

嫦娥四號着陸器攜帶的低頻射電頻譜儀天線展開

我和四哥所處的着陸區域馮·卡門撞擊坑位於月球背面南極-艾特肯（South Pole-Aitken，SPA)盆地內，SPA盆地是月球上規模最大、最古老的撞擊盆地，形成於43～39 億年前的前酒海紀，盆地最寬處直徑約2500公里，坑深約13公里。因其所具備的“大”“深”“古老”等特性，SPA盆地藴含着探索月球45億年漫長演化歷史和月球深部物質組成的重要信息，一直是科學家們研究的熱點。

(a) SPA盆地嫦娥二號DOM圖；(b) SPA盆地嫦娥一號數字高程圖。白色虛線為SPA盆地邊界，兩個紅色原點分別表示南極點和艾特肯撞擊坑。（該圖由地面應用系統曾興國製作）

對比“玉兔”姐姐月球正面和和我拍攝的月球背面的圖片，月球正面的石塊比背面的多，這是因為月球正面更年輕，很多石塊還沒有完全風化成月壤，而月球背面因為更古老受到了更多的撞擊以及更長時間的風化，所以月球背面比月球正面的撞擊坑更多，顯得更不平坦一些。

嫦娥四號着陸器拍攝的月球背面（上）和“玉兔”月球車拍攝的月球正面（下）

給大家拜年了

值得一提的是，在第二個月晝探測期我和四哥在月球背面迎來了第一個也是最盛大的中國傳統節日——春節，為了讓我們不孤單，地球叔叔阿姨們放棄了和家人團圓的機會，陪我們一起工作，度過了一次特別的新春佳節。

大年除夕吃餃子，家家户户放鞭炮。站在地球上仰望天空，絢麗的煙花像一朵朵五彩繽紛的鮮花在天空中競相綻放，把黑暗的夜空裝點得燦爛奪目。其實這樣五彩繽紛的“煙花”在月球上也有很多，這不前輩嫦娥二號給我和四哥寄來了親手製作的賀年卡，這張卡片中的“禮花”都是從她自己拍攝的高分辨率全月圖中精心挑選出來的。

前輩嫦娥二號寄來的新春賀卡

天河基地誕生了

就在我和四哥沉浸在欣賞月球禮花的喜悦中時，地球的叔叔阿姨也傳來了捷報，國際天文聯合會（IAU）在美國時間2月4日中國北京時間2月5日（大年初一）批准了他們申請的嫦娥四號着陸點及附近5個月球地理實體命名，將嫦娥四號着陸點命名為天河基地，將着陸點周圍呈三角形排列的三個小環形坑分別命名為織女、河鼓和天津，將着陸點所在馮·卡門坑內的中央峯命名為泰山。莫名感覺有更多小夥伴陪着我了，開心。

嫦娥四號着陸區地理實體命名影像圖

不過由於正值新春佳節，5個月球地理實體命名一直到2月15日才由中國國家航天局、中國科學院和國際天文學聯合會聯合召開新聞發佈會對外宣佈。對於這些命名，來自地球的小夥伴開了各種各樣的腦洞，逗得我和四哥捧腹大笑，實在是佩服大家的想象力。

高興之餘，我不禁想如果我們沒有探月，沒有發射嫦娥探測器，國際上會讓我們起名嗎？答案當然顯而易見！月球地理實體命名從一個側面反映了一個國家在月球探測及其科學研究工作上所取得的成績，體現了一個國家的綜合實力和科學技術發展水平。

探尋古老的岩石

除了拍攝神器全景相機，我還攜帶了另一個尋寶神器——紅外成像光譜儀(VNIS)，利用它在月球背面獲取的光譜數據，可以幫助分析月球背面着陸區附近的礦物組分。在第一月晝探測期間，我攜帶的紅外成像光譜儀就開展了科學探測活動，對A和S1兩個探測點進行了就位光譜探測，獲得了清晰的光譜圖像。

（a）A探測點VNIS獲得的600nm圖像；（b）S1探測點VNIS獲得的600nm圖像；（c）全景相機拍攝的探測點S1處的全景圖像

在這個月晝中，我接到了三哥鵲橋中繼星發送的遙控指令，向着S1探測點附近的岩石繼續前進，開展了近距離的探測，下圖是我用全景相機拍攝的石塊探測區域岩石圖像。

（a）第一月晝S1探測點附近岩石的全景相機圖像（黑白）；（b）第二月晝石塊探測區域岩石的全景相機圖像（彩色）

看着這些圖片，我冥冥之中感覺到也許這些就是地面叔叔阿姨心心念念尋找的古老岩石。

又要休眠了

工作起來就忘了時間，轉眼月夜即將來臨，我的第二個月晝探測工作就要結束了，又要休眠了。我知道地球的叔叔阿姨在我和四哥休眠後將會加班加點地處理和分析我們傳回的數據，期待他們從中獲得有價值的信息取得新的科學發現！期待接下來的月晝旅行~小夥伴們再見~

作者簡介

熊雅穎：碩士，中國科學院國家天文台助理工程師，中國探月工程地面應用系統數據管理分系統成員。

高興燁：博士，中國科學院國家天文台工程師，中國探月工程地面應用系統數據管理分系統成員。