太图之声（第1329期）▏馆员讲书《月背征途》6
2023年05月25日 10:58:53
编辑撰稿人
吴静波
太原市图书馆办公室主任、副研究馆员
播讲人
张茹
太原市图书馆多媒体服务部主任、副研究馆员
思维导图
登陆月背：惊心动魄72小时（下）
月面释放
从“嫦娥四号”安全着陆月面那一刻开始，飞控中心的驾驶员立即进入了紧张的工作状态。现场的每个人都盯着屏幕上“嫦娥四号”着陆器和“玉兔二号”巡视器的位置姿态信息，偏航、滚动和俯仰角度都很理想，按照任务确定的“两器分离”10条准则，姿态这一关算是过了，可以按计划实施“玉兔二号”月球车月面释放后续程序。
所有可能都想到了吗
“两器分离”是决定“嫦娥四号”任务成败的关键环节。
“嫦娥四号”登陆月背时是南向着陆，“玉兔二号”要从“嫦娥四号”的南侧踏上月背。“两器分离”前会使用“玉兔二号”的导航相机对周边地形进行感知。
如果不对“嫦娥四号”北侧及周边地形进行考察，将无法全面掌握“嫦娥四号”周边地形，若“玉兔二号”驶离“嫦娥四号”后按照错误方向环绕“嫦娥四号”，将严重影响月昼下午行驶到“嫦娥四号”北面完成“两器互拍”的任务。
经与探测器系统专家分析研究，提出了调整导航相机俯仰角度进行环拍一圈的策略，在不增加成像耗时的基础上，确保对南北向及周边环境的成像感知，一举两得。
按照制定的环拍策略完成“嫦娥四号”顶部环拍后， 2019年1月3日19时40分，地形产品制作完成。
从环拍成像结果上看，“嫦娥四号”南面东侧只有一个已经退化的撞击坑T3，地形条件可能比西侧更好，按照此前的后续移动策略，可能会选择东侧路径。但是从“嫦娥四号”北面看，东侧后续将无路可走，无法到达原定“两器互拍”点。当看到这张图的时候，所有人都惊出了一身冷汗。若是没有进行环拍，按原计划从东侧向北部绕行是极可能误入歧途的。幸好我们做出了正确的决定。
“嫦娥”登台表演
“嫦娥”抱“玉兔”，翩然落月宫。2019年1月3日，“嫦娥四号”成功登陆月背。1月4日晚，在飞控中心的控制下，“玉兔二号”顺利进入午休状态。此时，人们将目光从“玉兔”身上转移到了“嫦娥”的身上。在这个时刻，“嫦娥”在忙什么呢？
长袖善舞
“嫦娥四号”代表人类探测器第一次登陆月背，其携带的装备自然不同凡响，其中就有我国自行研制的低频射电频谱仪。
低频射电频谱仪主要用来探测波长10米及以上的低频电磁波。这类电磁波几乎无法穿透大气层进入地球，因此月球所处的空间环境就是一个绝佳的观测场所。特别是由于月球自身遮挡的原因，在月球背面可以更好地屏蔽来自地球的射电干扰，从而获得最佳的观测效果。
“嫦娥四号”携带的这台低频射电频谱仪包含3根长长的天线，每根展开后长度可达到近5米。“玉兔二号”“午休”时，月背已经接近正午时间，在炎炎烈日的照射下，低频射电频谱仪的温度已经接近正常工作温度的上限，必须尽快将3根天线解锁展开，否则十分怕热的天线将无法正常工作。
可是这么长的天线，地面怎么才能知道它们有没有正常展开呢？“嫦娥四号”在这方面早有准备，它搭载了一台地形地貌相机，这台相机能够通过承载它的机构完成转头、抬头或者低头等动作，即使360°环拍也不在话下，从而可以轻松地拍摄到天线展开的全过程。
1月4日0时13分至1时19分，全部天线均正常解锁，整个低频射电频谱仪天线解锁展开及地形地貌相机成像过程持续约80分钟。此后，地面按计划控制低频射电频谱仪完成了低频信号探测试验。
试验结果表明，低频射电频谱仪工作正常，为后续获取宝贵的空间低频电磁数据奠定了坚实基础，也将有效填补地月射电天文观测上的空白！
天线全部展开后的“嫦娥四号”，就像挥动着流光溢彩的水袖的嫦娥，准备开始翩翩起舞!
首张月背全景图
试想一下，站在月背之上，环顾四周，看到的将是一幅怎样的景象呢？这次，透过“嫦娥四号”的“眼睛”——地形地貌相机，人类终于可以近距离一睹美丽的月背风光。
2019年1月6日，飞控中心按计划实施“嫦娥四号”地形地貌相机环拍计划。
11时17分，环拍的时刻终于到来了。地形地貌相机顺利完成了俯仰角度为0°、-15°、-30°和-45°共4个圈次的环拍及图像下传，每次环拍的偏航角度间隔18°，共进行20个角度拍摄，全部图像均正常。
1月7日下午，飞控中心又组织实施了补充环拍，完成了俯仰角度为-60°和3°共2个圈次的环拍，每次环拍的偏航角度间隔18°，共进行20个角度拍摄。
经飞控中心拼接处理，第一张月背全景图展现在飞控大厅的大屏幕上。原来，月背的风光竟也格外迷人！
“两器互拍”
“两器互拍”是“嫦娥四号”着陆月背过程中的一场重头戏，也是“嫦娥四号”任务宣布圆满成功的重要任务目标。“玉兔二号”“午休”结束后，飞控中心的遥操作团队将一刻不停地驾驶“玉兔二号”向“嫦娥四号”北侧预定“两器互拍”成像点进发。
为了达到互拍需求，并且考虑互拍后月夜“休眠”需要，这个点还必须满足4个条件：一是“两器”之间要大于一定的距离，“玉兔二号”才能把“嫦娥四号”拍完整；二是“玉兔二号”必须能清晰地拍到“嫦娥四号”北面的国旗；三是适合“休眠”或附近有适合“休眠”的地点；四是存在从规划初始位置到互拍点的路径，并且在规定的时间内可以到达。
2019年1月11日，“嫦娥四号”与“玉兔二号”“两器互拍”的日子终于来临。
13时47分，“嫦娥四号”地形地貌相机对“玉兔二号”进行静态成像的图像处理结果传回后，“玉兔二号”安静地出现在了画面中央，图像亮度适中，月面上车辙清晰，“嫦娥四号”天线的阴影完全消失，“玉兔二号”车身上的国旗展露着一抹绚烂的色彩。
16时41分，“嫦娥四号”对“玉兔二号”进行正式成像，16时46分，图像下传完毕，地面处理显示正常，“两器互拍”工作完成。飞控大厅里传出总调度铿锵有力的声音：“‘两器互拍’圆满成功！”大厅里顿时掌声雷动，一片欢腾。至此，“嫦娥四号”任务取得圆满成功。
“嫦娥四号”创造了历史
“嫦娥四号”“两器互拍”成功，并向全世界宣告中国探测器成功实现着陆月背后，海内外媒体彻底沸腾了。
美国国家航空航天局的局长第一时间在社交媒体上向中国“嫦娥四号”团队表示祝贺：这是人类史上的首次，更是一项“令人印象深刻的成就”！
《纽约时报》报道称：“嫦娥四号”成功着陆月球背面开启了人类探月历史的新篇章，充分证明中国在深空探测领域已达到世界领先水平。
英国《每日电讯报》网站报道称：以前人类发射的航天器曾拍到过月球远端，但还没有一艘航天器或探测器在月球背面着陆过；成功着陆月球背面是“嫦娥四号”任务的第一步，接下来它将执行一系列探测任务，将有助于人类更深入地了解月球的形成。
德意志新闻社报道称：中国现在是第一个使探测器在月球背面着陆的国家。这次登月任务的顺利进行将证明中国的太空计划正在取得重大进展。
日本媒体表示：自美国通过“阿波罗计划”将人类送上月球后，让探测器在月球着陆计划就几乎没有成功过。21世纪只有中国探测器成功着陆，中国探月已领先世界一步，这是确定无疑的。
《月背征途：中国探月国家队记录人类首次
登陆月球背面全过程》馆藏信息
书名：《月背征途：中国探月国家队记录人类首次登陆月球背面全过程》
作者：北京航天飞行控制中心
出版社：北京科学技术出版社
出版时间：2021年1月
页数：233
价格：88.00
ISBN：978-7-5714-1220-3
索书号：V1-49/1021
馆藏地点：自科借阅区；太图自助图书馆；网借书库（成人）
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