嫦娥四號著陸月背四周年科學成果豐碩

戚鐵磊 金霄 /文

2019 年1 月3 日10 時26 分,嫦娥四號探測器實現國際首次月球背面軟著陸，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。

2019 年1 月4 日，“玉兔二號”月球車與著陸器成功分離，分別開展科學探測；1 月11 日，兩器完成互拍成像，地面接收圖像清晰完好，中外科學載荷工作正常，探測數據有效下傳，搭載科學試驗項目順利開展，達到工程既定目標，標志著嫦娥四號任務取得圓滿成功。

截至2023 年1 月3 日嫦娥四號著陸月背四周年之際，嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”月球車兩器已經歷50 個月晝月夜考驗，在月面工作1461 個地球日，“玉兔二號”月球車在地質條件復雜的月球背面累計行駛1455.2 米。4 年以來，對外發布各級科學數據超過940.1GB，取得一系列重要科學發現，中外科學家團隊持續開展研究。

技術創新護航月背征途

完成月球背面崎嶇環境條件下的高精度軟著陸探測。月球背面地形復雜崎嶇，可選著陸區面積僅有嫦娥三號的5%左右。為此，科研團隊開發了基于近月制動和環月修正雙層迭代的軌道聯合控制方法，具備了多發射窗口下“定時定點”著陸在同一狹小區域的能力；同時，為解決航跡起伏高達7 公里的安全著陸難題，設計了一種接近垂直降落的動力下降控制法，最終實現了著陸點自主選擇和精確避障。實現地月之間連續可靠的中繼通信。研制了用于深空的輕小型、長壽命中繼星和耐低溫的輕質、高增益、大口徑中繼天線，實現零下235 度極低溫環境下的安全運行和精確指向控制；摸索出了使命軌道構型和軌道捕獲方法，解決了中繼星對月球背面探測器全時段穩定中繼通信難題。

科學成果揭開月球背面神秘面紗

定點探測

四年以來，嫦娥四號任務原創性成果豐碩，意義重大。根據各科學載荷所取得的數據，科研團隊重構了嫦娥四號月面下降軌跡，對著陸點進行了精確定位；獲取了著陸區形貌、構造、成分等地質信息，以實驗證據證明月球背面南極-艾特肯盆地(SPA)存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質，對揭示南極-艾特肯盆地地質演化乃至月殼早期演化歷史、月球深部物質結構及形成機理等科學問題具有重要價值；實現了巡視區月壤分層結構的高精度成像，揭示了月壤分層結構的形成機理；獲取了大量中性原子、月表中子與輻射劑量及低頻射電頻譜等探測數據，并取得了初步分析結果。基于上述科學研究成果，嫦娥四號任務核心科學家團隊已在《Nature》《Science》《國家科學評論》等國內外期刊陸續發表140 余篇高水平論文，產生重大學術影響。

車轍探測