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月面工作1000天,在突破中再突破『玉兔二号驾驶日记』

来源:我们的太空 作者:宋星光、韩绍金 责任编辑:李佳琦
2021-09-30 14:42:38

蟾宫覆纱终揭面,踽踽独行逾千天。

2021年9月30日03时50分,“玉兔二号”月球车完成唤醒设置,进入第35个月昼,这一天对它来说,还有一个特殊含义——“玉兔二号”月面工作1000天。

作为一个设计寿命为90个地球日的探测器,“玉兔二号”以远超预期的工作状态一次次打破世界纪录,创造了多个举世瞩目的成绩。

2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆于月球背面冯·卡门撞击坑,随后“玉兔二号”完成与“嫦娥四号”着陆器的分离,驶抵月背,成为人类首个在月背巡视探测的探测器。它的到来也让月球镌刻上了5个中国名:天河基地、织女、河鼓、天津和泰山。

落月以后,“玉兔二号”在北京航天飞行控制中心的操控之下,开启了自己探索未知领域、开拓人类视野、获取科学数据的征程——

在前三个月昼的工作期间,“玉兔二号”对冯·卡门撞击坑底部进行巡视探测,利用其所携带的测月雷达对月球进行了“CT扫描”,一年后,科学家们利用这些探测所得数据,首次揭示了月背地下40米的地质分层结构,阐述了其物质组成与演化机制。

2019年5月,科学家们根据红外成像光谱仪的就位光谱探测数据,成功揭示了月球背面的物质组成,验证了月幔富含橄榄石,为月球的形成和演化研究带来新启示。

随后,他们利用中性原子探测仪对月表环境能量中性原子的探测数据,得到了能量中性粒子在月球表面通量能谱,证实了能量中性粒子的能量与入射太阳风的速度有很强的相关性。

2019年12月12日,“玉兔二号”又一次创造奇迹——“玉兔二号”月球车成为在月面工作时间最长的月球车,此前该纪录由前苏联的“月球车1号”保持,49年来一直无人超越。

伴随着“玉兔二号”不断突破自我,创造更多科学价值而来的,就是来自世界的肯定,“嫦娥四号”任务团队被英国皇家航空学会授予2019年度唯一团队金奖;被美国航天基金会授予2020年度航天唯一金奖;被国际月球村协会授予自成立以来的首个优秀探月任务奖;被国际宇航联合会授予2020年度最高奖——“世界航天奖”……

除了能够巡视月球的“玉兔二号”在不断拓展发现,原地不动的“嫦娥四号”着陆器也在发力。着陆器所携带的载荷也在月球“生根发芽”,着陆月球不到半个月,人类首次在月面的生物生长培育试验就获得了成功,棉花种子成为人类在月球上种植出的第一株植物嫩芽,中国不只有优质的新疆棉,还有了真正的“太空棉”。

此外,着陆器还利用自研同位素电源测量月夜期间的月表温度,世界首次实测获得了月表最低温度为零下190℃,刷新了月表最低零下180℃的国际认知。

和它们携手共进的还有同属于“嫦娥四号”任务的“鹊桥”中继星,它作为先驱,率先在2018年5月21日发射升空,是世界首颗地球轨道外专用中继卫星,入轨后环绕halo轨道飞行,具备实现地面深空站和月球背面数据中继能力,成为名副其实架在地月之间的桥梁,至今它也已经可靠工作1228天。

“玉兔二号”在过去的1000天里是充实的,是金光闪闪的,也是脚踏实地、努力得来的。回归每个成果的原点,是遥操作团队的步步规划,是长管团队的长期守护,也是众多支持团队的鼎力相助。

他们用细致的规划方案、控制策略将1000天填满,让世界看到,1000这个数字背后包含的是34个月昼的工作,是170次的移动,是839米的行驶里程,是3次石块探测、2次原地转向探测、2次定点探测和1次车辙探测。

更让世界看到,为了实现这些数字成果,驾驶员们在背后所做出的努力——

为了让“玉兔二号”活得更久、走得更远,团队针对复杂的月背环境和通信条件,团队创新出四层任务规划模型,从当下的工作到中长期的工作计划全都覆盖到,克服了地月之间的距离障碍,精确导引玉兔实施月面巡视,成为它保持长期工作状态的秘诀;为了更好地判断“玉兔二号”在月背极端环境下的健康状态,团队构建出巡视器平台长寿命管控技术体系,还为其“私人订制”了安全飞控实施准则,对它的健康状态多级监视与评估;为了将“玉兔二号”唤醒时间误差从2个小时提升到15分钟以内,他们研究基于月日距离和太阳帆板功率衰减的唤醒时刻算法;为了进一步提升操控效率,他们研究基于视觉引导的行星车目标探测控制方法及装置,还研究了基于稀疏遥测的月球车帆板功率衰减率确定方法及装置……

每一个成果的获得都来之不易,中国乃至全人类,对月球的了解都在“玉兔”小小车体的一步步移动中累积,更多奥秘的揭示也在一次次反复腾挪分析中实现;每一帧数据的获取都来之不易,从规划设计到上行下传,从深空测控站到“鹊桥”中继星,“玉兔二号”的每一步都是万众一心、大国工程的体现,也是中国航天迅猛发展的实力代言。

中国未来必定有更多航天器可以实现超长寿的工作,它们也将成为中国制造、中国创造的最好名片!

玉兔二号驾驶员写给月背伙伴的千日情书

亲爱的伙计:

展信佳!

现在是2021年09月30日03时50分,你已经被月背温暖的阳光唤醒,进入第35个月昼工作期,过了29号的上午十点,你也正式迎来落月后第1000个工作日。

这1000天是跋涉的1000天。在万众瞩目的期盼中,你从着陆器背上行驶下来,完成两器分离,正式迈出人类征服月背的第一步。随后,你克服地形崎岖的不便,抄近路完成两器互拍,向世界展示了五星红旗的鲜红。接下来我们一同跋山涉水,向西北进发。打破玉兔114.8米的行驶记录,邂逅石群“奇缘”,凝视“月球之眼”,探索神秘物质,眺望“龙潭”深渊,而今已然来到了撞击坑密布的崎岖腹地,在其中踽踽前行。不知不觉中你的行驶里程达到了839.37米,也欣赏了月背独一无二的风景,这一路,我们与你风雨同舟。

这1000天是收获的1000天。登陆月背你成为人类踏足月之暗面的先驱;邂逅“奇缘”你揭开了月背岩石中蕴含的地质构成秘密;探索神秘物质你记录了一场天外来客的炽热探访;全景相机,测月雷达,中性原子探测仪和红外光谱探测仪四剑合璧,你全面探索着月面、月表、月壤和中性粒子的奥秘。你的月面工作时间早已超过前苏联的“月球车一号”的纪录,成为月面的探险寿星。天道酬勤,远在月背的你或许还不知道,你在这一千天的时间里成为奖项收割机。你被英国皇家航空学会授予2019年度唯一团队金奖;被美国航天基金会授予2020年度航天唯一金奖;被国际月球村协会授予自成立以来的首个优秀探月任务奖;被国际宇航联合会授予2020年度最高奖——“世界航天奖”……你的辛劳对得起大家最隆重的褒奖,这一路,我们与你探索见证。

这1000天是感恩的1000天。感谢“鹊桥”和他的守桥人的执着守候,他们为你架起了通往月背的通信坦途;感谢嫦娥四号着陆器和她的守护者们的坚守陪伴,他们点亮月背家的明灯,为你提供高速的通信快车;感谢我们之间相互守望和合作无间,于疫情中不离不弃,于困难时相互鼓励,于无路处柳暗花明;感谢全国人民的关注支持,这一份牵挂与惦念穿越38万公里的距离,让你在月背一往无前。你在月背走出了属于我们的路,这条路上,我们并肩一同走过。

亲爱的伙计,1000天的时间在日月星辰的太空中可谓沧海一粟,但这1000天我们一同成长收获。你从初登月背的青涩小兔,成长为现在的月面寿星和纪录收割机;你的驾驶员团队也从两人的懵懂小团队变成如今七人的成熟战斗团体。很多东西都变了,不变的唯有驾驶员们那颗与你一同走下去的坚强决心。

人生最大的浪漫,便是陪伴。我们青春相许,我们毕生相约。祝你1000天纪念日快乐,下一个1000天,我们不见不散。

此致

敬礼

你的驾驶员们

2021.9.29