今年12月，“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器搭載“玉兔號(hào)”月球車已經(jīng)在月球上生活了三周年。三年來(lái)，在33個(gè)月晝工作期間，嫦娥三號(hào)開展了“測(cè)月、巡天、觀地”科學(xué)探測(cè)，取得了大量科學(xué)數(shù)據(jù)。同時(shí)，研究人員在月球淺表層地質(zhì)結(jié)構(gòu)、月基天文觀測(cè)以及地球等離子體觀測(cè)等方面取得了一系列創(chuàng)新性科學(xué)研究成果。
作為中國(guó)在月球上留下的第一個(gè)足跡，“玉兔號(hào)”的意義深遠(yuǎn)。如今，“玉兔號(hào)”月球車早已超期服役，科研人員們也依然在為它堅(jiān)守。
超齡服役的“兔子”
“啊，我壞掉了。”2014年1月25日，月球車玉兔發(fā)出了一條微博，牽動(dòng)了許多人的心。自2013年12月14日降落在月球上后，受復(fù)雜月面環(huán)境的影響，“玉兔號(hào)”月球車機(jī)構(gòu)控制出現(xiàn)了異常。隨后，它進(jìn)入了第二個(gè)月夜休眠。
此時(shí)，嫦娥三號(hào)探測(cè)器上的科學(xué)載荷陸續(xù)地開始科學(xué)探測(cè)任務(wù)。例如，著陸器上的月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也開展了觀天探測(cè)，極紫外相機(jī)對(duì)地球等離子體層也進(jìn)行了觀測(cè)。而這兩項(xiàng)都為世界上首次在月面進(jìn)行的探測(cè)活動(dòng)。
2014年2月10日，“玉兔號(hào)”第一次喚醒失敗，工作人員沒有放棄對(duì)故障的分析和排查。兩天后，玉兔全面蘇醒?！坝裢萌匀淮嬖诠收蠠o(wú)法移動(dòng)?！碑?dāng)時(shí)，探月工程新聞發(fā)言人裴照宇宣布。
期間，“玉兔號(hào)”上搭載的全景相機(jī)、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、粒子激發(fā)X射線譜儀等四臺(tái)科學(xué)載荷運(yùn)行正常，獲得了大量的數(shù)據(jù)。
“帶傷”的玉兔在多次休眠、喚醒后，最終在2016年7月31日停止了工作。設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)月的“玉兔號(hào)”超額完成了任務(wù)，圓了中國(guó)人著陸月球的夢(mèng)。
在專家們看來(lái)，正是這些作為墊腳石的探測(cè)器們，為將來(lái)還會(huì)進(jìn)行的載人登月鋪平了道路。
“觀天”仍在繼續(xù)
“測(cè)月、巡天、觀地”，是科學(xué)家們寄予“嫦娥三號(hào)”的希望。按照計(jì)劃，“嫦娥三號(hào)”用搭載的8臺(tái)科學(xué)儀器完成這三項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)——巡天觀測(cè)，觀察地球等離子體層的結(jié)構(gòu)和密度變化，調(diào)查月表形貌、地質(zhì)構(gòu)造和潛在資源。
三年里，許多科研人員為“嫦娥三號(hào)”和“玉兔號(hào)”默默堅(jiān)守，中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員魏建彥就是其中的一員。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)圍繞月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡開展研究，取得了豐碩的科研成果。
月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也是“嫦娥三號(hào)”上目前唯一仍在正常工作的科學(xué)儀器。在“玉兔”登陸月球三周年之際，魏建彥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)像往常一樣負(fù)責(zé)生成月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的科研計(jì)劃，遞送到地面應(yīng)用系統(tǒng)，向衛(wèi)星上傳指令。
魏建彥向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹，團(tuán)隊(duì)廣泛接受來(lái)自天文界的觀測(cè)申請(qǐng)，每半年一次。“結(jié)合科學(xué)家們申請(qǐng)的科學(xué)課題，我們判斷月球上什么時(shí)候最適合針對(duì)這一課題進(jìn)行觀測(cè)，最終生成月基望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)計(jì)劃?！彼f(shuō)。
截至今年6月，月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了4940小時(shí)的巡天觀測(cè)，獲得23.3萬(wàn)張圖像數(shù)據(jù)。目前，月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)任務(wù)包括兩個(gè)方面：巡天觀測(cè)、變星長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。2015年，云南天文臺(tái)錢聲幫研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，利用月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀察一個(gè)名為“V921 Her”的雙星，通過(guò)其光變曲線，確定了雙星系統(tǒng)中兩顆子星的質(zhì)量，并推測(cè)這一雙星系統(tǒng)中還存在另一個(gè)天體---第三個(gè)子星。
魏建彥介紹，對(duì)亮的雙星的監(jiān)測(cè)，研究其是否具有行星或塵埃環(huán)成為科學(xué)家們利用月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡開展科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
同時(shí)，魏建彥團(tuán)隊(duì)還根據(jù)數(shù)據(jù)提出，月球外逸層中的羥基（水）密度的上限，探測(cè)精度比哈勃望遠(yuǎn)鏡的結(jié)果提高2個(gè)量級(jí)、比印度月船一號(hào)的結(jié)果提高5個(gè)量級(jí)，是迄今為止這一領(lǐng)域的最好結(jié)果。這一成果發(fā)表在2015年的《行星與空間科學(xué)》上。
在科研人員們看來(lái)，無(wú)論月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡將來(lái)是否停止工作，科學(xué)家們對(duì)在月球上“巡天”探索永無(wú)止境。
“看地”“測(cè)月”成果豐碩
中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員王華寧帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，利用極紫外相機(jī)完成了“看地”的科研任務(wù)。中科院長(zhǎng)春光機(jī)所在國(guó)際上首次研制了極紫外相機(jī)，在月面上對(duì)地球周圍15個(gè)地球半徑的大視場(chǎng)等離子體層進(jìn)行了極紫外觀測(cè)。
王華寧介紹，由來(lái)自中科院國(guó)家天文臺(tái)、國(guó)家氣象衛(wèi)星中心、中科院長(zhǎng)春光機(jī)所及中科院空間應(yīng)用中心科研人員組成了一支約30人的科研團(tuán)隊(duì)?！叭昀?，我們通力合作圍繞這一科學(xué)載荷開展了科研工作?！蓖跞A寧表示。
在中科院“地球等離子體層特征及其對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的響應(yīng)研究”項(xiàng)目的支持下，研究人員在國(guó)際上首次獲得等離子體層側(cè)面大視場(chǎng)動(dòng)態(tài)觀測(cè)結(jié)果。據(jù)國(guó)家天文臺(tái)閆巖博士介紹，研究人員首先觀察到了等離子體層應(yīng)該存在的雙卵型結(jié)構(gòu)。同時(shí)，他們還利用一次磁層亞暴期間的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了等離子體層存在的3個(gè)明顯的凸起結(jié)構(gòu)。
在完成“測(cè)月”的科學(xué)目標(biāo)中，科學(xué)家把地質(zhì)工作者在地球上開展的工作搬到了月球上?！版隙鹑?hào)”的月球車“玉兔”上，設(shè)置有全景相機(jī)、紅外光譜儀、粒子激發(fā)X射線譜儀和探月雷達(dá)等設(shè)備。
據(jù)了解，這4臺(tái)科學(xué)儀器的探測(cè)數(shù)據(jù)，在國(guó)際上首次揭示了月球雨海區(qū)的火山演化歷史，表明月球在距今25億年前左右仍存在大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，可能與該區(qū)域極富放射性元素有關(guān)，這一研究結(jié)果對(duì)理解月球演化有重要意義。
“蟾宮玉兔方圓夢(mèng)”，中科院院長(zhǎng)白春禮賦詩(shī)這樣贊頌“嫦娥三號(hào)”的創(chuàng)新成果。從古代先民對(duì)登上月球的暢想，到“嫦娥三號(hào)”攜“玉兔號(hào)”成功落月，嫦娥飛天的夢(mèng)想已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。但是，中華民族的探月夢(mèng)并沒有就此結(jié)束。未來(lái)發(fā)射的嫦娥四號(hào)、五號(hào)，火星探測(cè)器，還將帶領(lǐng)國(guó)人走向更遠(yuǎn)的太空。
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