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这个中秋带你去看“玉兔”在月球上发生的故事

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  行走284.6米、全天候被保护……这个中秋带你去看“玉兔”在月球上发生的故事

  在月球背面行走不容易

  自古以来,中秋节就流传着“嫦娥奔月”的传说。而现在,我国在月球上有了真正的“嫦娥”和“玉兔”。它们开创了许多个“世界首次”,也为我们带来了更加美好的中秋记忆。

  在今年的1月3日,在月球背面迎来了两位特殊的旅客:中国的嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车。他们还在月球背面传回了一张自拍照,照片里五星红旗极为夺目,这也是首个在月球背面闪耀的国旗!

  如今,“玉兔二号”月球车已经在月球背面行走了284.6米,刷新了我国航天器月球行驶距离的新纪录。不过,这个纪录得来可不是那么容易。这个中秋,我们一起来看看玉兔二号在月球上发生的故事。

  眼前的这张路线图就是玉兔二号在月背行走的路线。上面每一个圆圈就代表着月球表面的一个坑,可以看到嫦娥四号的着陆点附近,几乎被大大小小的坑包围了,这让玉兔二号从起步开始,就遇到了不小的挑战。

  航天科技集团五院 玉兔二号巡视器遥操作系统主任设计师 彭松:当时着陆之后下去环境比我们预想的要恶劣。刚下去就南面有个坑,北面在十米左右也有个坑。那块的分析的坡度也是比较大的,如果车过去了之后会有危险。

  尽管玉兔二号希望自己能够尽早地投入工作,但是在它驶向远方之前,还需要完成一项重要的任务——给嫦娥四号着陆器拍张带国旗的正面照。

  玉兔二号与着陆器分离之后,两个人其实是“背对背”的。也就是说它需要在这“四面环坑”的情况下,找到一条平稳、安全的路,从而走到着陆器的正面拍照。

  航天科技集团五院 玉兔二号巡视器遥操作系统主任设计师 彭松:当时规划的时候也是非常紧张的。这边可以看出来,这几个点都有很大的坡度。没有别的选择余地,当时选的应该是基本上是唯一的互拍点。

  准确地走到了唯一的拍照位置,玉兔二号圆满地完成了自己的第一项任务,也让我们看到了在月背上闪耀的第一面国旗。

  不过还来不及骄傲,它就要独自面对更多的难关了。

  这是它在月球上第三个月昼时走过的路。相比较于之前还会留些空隙,这里的圆圈基本上是相切的。也就是说,坑与坑几乎连在了一起,玉兔二号不得不沿着坑的边缘上下爬坡。

  航天科技集团五院 玉兔二号巡视器遥操作系统主任设计师 彭松:你看基本上沿着这坑过去的。就走这一步路的时候特别小心。

记者:现场的图像是?

  航天科技集团五院 玉兔二号巡视器遥操作系统主任设计师 彭松:(玉兔二号)巡视器自己拍的,然后确定行走路线。

  为了自己的安全,玉兔二号会第一时间将自己看到的信息传回给地面。这点上它要比自己的“姐姐”玉兔号幸运得多。

  相比较于嫦娥三号任务,这次我们拥有了海外的阿根廷测控站,加上国内的佳木斯和喀什两个测控站,可以实现对嫦娥四号和玉兔二号24小时不间断的监控和保护。

  嫦娥四号任务测控系统总设计师 李海涛:嫦娥三号每天大概工作14个小时左右,就说我们当时只有佳木斯和喀什两个深空站,这样的话喀什出站以后相当于就没有测控了,这个时候就这个工作基本上处于一个停滞的状态。 这个任务是24小时不间断的一个连续的一个工作。只要是在月昼,我们就连续的工作大概一般都在十天左右,所以这个是非常辛苦的。

  这个中秋,月球上又进入了月夜,小兔子和地面的师傅们也可以休息一下,等到进入新的月昼,继续充满能量地开始新一轮的月背探险。

  带着姐姐未完成的梦

  事实上,玉兔二号比姐姐玉兔号要幸运的,远不仅仅是全天候的保护。

  2013年底,玉兔号月球车随嫦娥三号来到月球,但是在一个多月之后,它就因为和月球表面的石块发生了磕绊,失去了行走的能力。

  为此,科研人员对玉兔二号进行了针对性的改进,让它能够更健康的行走和工作,也让之前在玉兔号上没来得及完成的梦想,有了实现的机会。

  2014年1月25日,在进入第二个月夜休眠前,玉兔号受到复杂月面环境的影响,机构控制出现异常。尽管后来它顽强的实现了月昼唤醒,但是却失去了行走的能力。2016年7月31日,没来得及再过一个中秋,“玉兔号”正式停止工作,这也成了嫦娥研制团队内心最大的遗憾。

  航天科技集团五院 玉兔二号GNC及综合电子分系统副总师 陈建新:经过很多努力过后,后来还是没有让车再走起来,大家也是觉得心中非常的一个遗憾。大家把这个遗憾也都转化到了我们在嫦娥四号的工作当中。

  就这样,玉兔二号身上有了更多的牵挂。研制人员对它进行了软件系统的不断升级,和硬件设备的不断完善,希望它能够在更加未知和复杂的情况下走得更远,也能够实现当初玉兔号没能完成的事情。

  航天科技集团五院 玉兔二号GNC分系统副主任设计师 毛晓艳: 我们是把很多当时嫦娥三号没有做到的这些模式,在嫦娥四号都实现了。比如说5月份的时候,做了自主避障行走。它是走到的精度很高,基本上是完全走到目标点了。因为自主避障行走,以后在火星探测上可能是主要的工作模式。我们要为我们后面的深空探测做一些准备。

  承载着更多的期待和责任,玉兔二号已经在月球背面工作了九个月昼了。再过两个多月,它就会超越苏联的月球车一号,成为世界上行走时间最长的月球车。当然,这也远远没有达到研制人员的预期。

  航天科技集团五院 玉兔二号GNC分系统副主任设计师 毛晓艳:我们肯定希望它的寿命,如果能往十年上去奔,当然是更好的。大家当然希望它能够在月球上走得更远,走到更多的没有去过的地方看一看。

  让五星红旗闪耀月背

  尽管月背上的每一步都可能会面临危险,但是我们的玉兔二号一直都是一只勇敢的“兔子”,因为它知道自己带着地球上师傅们的期待和精心的保护,也知道自己有着更重要的使命和责任。

  为了保证玉兔二号顺利走上月面,嫦娥四号着陆器上携带了三台监视相机,全方位的保护和监控它驶向月面的每一步。

  航天科技集团五院嫦娥四号监视相机负责人 林宏宇:从它的解锁,一直到整个小车驶离着陆器,沿着转移机构一直到月表这个过程,我这三台相机是一个一个接着可以连贯起来,就保证这两器分离。

  为了两器分离这短短的几个小时,科研人员要用近三年的时间研制和测试这三台监视相机,而这就是嫦娥四号任务的一个缩影。每一个创造历史的瞬间,背后都是航天人多年的默默耕耘。

  在这张两器互拍照里,五星红旗熠熠生辉。可是很多人都不会想到,为了这面闪耀在月球上的国旗,研制团队用了两年多的时间,做了几百次的实验。

  航天科技集团五院 器表国旗设计师 李林:长宽,五角星的定位,每个五角星的顶角的位置,这个都是严格的国标的标准。旗面尺寸长边是192毫米,短边是128毫米,它的误差就是说在毫米的要求。

  除了尺寸要精确无误,更难的是在太空中保持国旗的颜色。在我们的日常生活中,即便是几十度的高温暴晒,国旗都可能会褪色变形。而在月球上的温度达到120度,为了能够找到一种不褪色的材料,让嫦娥四号上的国旗可以一直闪闪发亮,研制团队不断地调整颜料配方,即便是有微小的差别也必须推翻重来。

  航天科技集团五院 器表国旗设计师 李林:这些都是失败的,这个就是在热真空实验之后颜色变暗了。有的肉眼看不出偏差,但是通过专业的仪器比对,还是有区别,就都要重来。因为国旗代表着国家形象,必须要标准。

  几百次的试验验证,研制团队终于找到了可以在月球极端恶劣条件下保持颜色的颜料和制作方法,也让玉兔二号可以一直带着这面闪耀的五星红旗,走向更远的地方。(央视记者 崔霞 王世玉 陶嘉树)

 

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