揭秘!这两张高光互拍照刷屏背后的故事

昨天,嫦娥四号和玉兔二号用两张图片刷屏朋友圈。

一张图片里,主体金色的着陆器被月昼午后的阳光照耀的更加闪亮,侧面呈现的五星红旗分外鲜艳;

另一张图片里,玉兔二号虽然因为阳光照射角度问题稍微有些逆光,但正面的国旗还是无比吸引眼球。

这两张太空留影图,由着陆器与玉兔二号巡视器互拍得来的,它也意味着,嫦娥四号任务圆满完成。

玉兔二号巡视器全景相机对嫦娥四号着陆器成像

嫦娥四号着陆器地形地貌相机对玉兔二号巡视器成像

嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份探测器,由于“三姐”在月球正面成功着落,“四妹”在2016年后有了新的使命——对月球背面进行软着陆探测。虽然二者一脉相承,但嫦娥四号并不是前人的复制品,其进行的月基低频射点天文观测与研究、月球背面巡视区地形地貌和矿物组分探测与研究、月球背面巡视区浅层结构探测与研究,在人类历史上都是第一次,可以说是一个不折不扣的“开拓者”。

在此前的一个多月中,我们持续关注了嫦娥四号发射、落月、和“玉兔二号”的消息,先回顾一下这次不凡的月背之旅。

2018年12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

2018年12月12日16时45分,嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行,进入了近月点约100公里的环月轨道。

2019年1月3日10时26分, 嫦娥四号探测器成功着陆,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。

2019年1月3日晚,嫦娥四号着陆器与巡视器玉兔二号顺利分离,玉兔二号到达月面,开始就位探测和巡视探测。

截至2019年1月4日17时,嫦娥四号着陆器上低频射电频谱仪的三根5米天线展开到位,德国的月表中子及辐射剂量探测仪开机测试,地形地貌相机拍摄的影像图陆续传回地面。玉兔二号与中继星成功建立独立数传链路,完成了环境感知、路径规划,按计划在月面行走到达A点,开展科学探测,并在之后进入“午休”模式。

那么,互拍到底是什么?未来嫦娥四号还将有哪些任务?

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玉兔二号月背移动轨迹图

11日下午,在北京航天飞行控制中心,大屏幕上的月背实际模拟图片吸引了所有人的注意。图片中,嫦娥四号着陆器靠近中心,玉兔二号则在周围走出了一条蜿蜒曲折的行走路线,最终定位在着陆器月面北偏西方向,探月与航天工程中心副主任裴照宇说,让玉兔二号转一圈,就是为了实现“两面红旗”映照太空。

裴照宇:两器互拍就是指着陆器用地形地貌相机对巡视器上有国旗的这一面进行拍照,用巡视器的全景相机对着陆器带有国旗的这一面进行拍照,因为着陆器上带有国旗这一面,他是冲着(月球)赤道的,有一个好处就是光照比较好,巡视器从着陆器上分离出来的方向是冲着南极的,它需要调整好自己的姿态,还要调整好全景相机的角度,这样才能够拍一个完整的清晰的这个着陆器的照片。

当天下午,科研人员根据导航相机拍摄的着陆周围地形信息,通过“鹊桥”中继星发送了拍照遥控指令,经过地面数据接收与处理,16时47分,大屏幕上呈现出嫦娥四号着陆器和玉兔二号巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌,两器上五星红旗非常醒目。国家航天局局长、探月工程总指挥张克俭现场宣布:

张克俭:我宣布,嫦娥探月工程嫦娥四号任务圆满成功。

两器互拍的成功,意味着着陆器与巡视器运行完全正常,这也是“鹊桥号”中继星、嫦娥四号和玉兔二号任务圆满成功的最后一道关卡。

2013年,嫦娥三号在月球正面虹湾地区着陆后,也曾和自己的月球车“玉兔号”进行过互拍。由于月球正面地形平坦,“玉兔”顺利走到了三号着陆器的正北方向,拍摄的是一张着陆器“正面图”。而在此次互拍中,玉兔二号给嫦娥四号留下的是一张“侧影”留念。北京航天飞行控制中心深空探测任务团队指挥贺军介绍,10日零点玉兔二号从月午休眠中被唤醒后,每一步向最终拍摄点移动,都要小心翼翼的选择路线,因为这一路上崎岖不平,布满了大大小小的撞击坑,20多米的距离走了超过一天时间。

贺军:你看看嫦娥三号就会知道,走的都是直的,是一个菱形。

贺军:你看这都是坑阿,所以都是曲折的转过去的。为啥慢阿,就是每走一步,40个小时到现在,就走了这几步,基本每走一步,都得8、9个小时。(这次)由于我们这个巡视界限正后方就是有一个大坑,这个坑啊大约有直径有20多米,坡度比较大,所以我们就选择了一个较合适的点,正方向偏西了大约有30多度,这样可能我们拍摄出来的这个国旗图像呢会有稍微的一些倾斜,但正好体现了我们在月球背面的一种特殊地形地貌下,我们巡视器和着陆器之间的相互关系。

嫦娥四号落月视频

国家航天局11日还发布了嫦娥四号落月视频,8公里下落过程由降落相机拍摄的数千张照片拼合而成,嫦娥四号地面应用系统总设计师张洪波解读,在十二分钟里,嫦娥四号精确控制避障移动,自主选择了准确的着陆点。

张洪波:视频上我们来看我们的降落就是非常顺利的,(但)每步其实都很难。因为在降落中只是自主选择,能看到明显得停顿,然后左右摆动,这就是悬停、避障,我们算了一下,我们预报的降落地点和实际的着陆点偏差是在(只有)公里级的差距。

自1月3日顺利着陆月球背面预选区域以来,嫦娥四号探测器已经完成了中继星链路连接、有效载荷开机、两器分离、巡视器月午休眠及唤醒、两器互拍等任务。

北京航天飞行控制中心深空探测任务团队指挥贺军:由于这次任务时间也比较长,特别深空任务也考验了我们整个测控通信系统在长时间运行的稳定性,大大提高了我们今后深空探测整个的测控跟踪能力。

今后,嫦娥四号将转入科学探测阶段。进入月夜期间,两器将择机进入休眠模式,应对低温无光照环境挑战。而在下一个月昼被唤醒后,他们将继续在月面开展就位探测和月面巡视探测。在这一阶段,玉兔二号会从现在距离着陆器十米左右的位置一路向前,嫦娥四号未来就无法亲眼看到“小兔子”的踪迹,而要依靠地面应用系统进行测控。嫦娥四号探测器有效载荷分系统总设计师薛长斌说,他们的目标是让玉兔二号走的更远一些,要达到这个目标,接下来的休眠非常关键。

薛长斌:对于月球车来讲,确实有午休和月夜的休眠。探测器系统提出来的其中的一项目标,就是长期生存。那为了使我们这个玉兔二号能够在尽量长时间地在月球表面进行这个科学探测,我们采用了一个可靠性更高的运行模式,那么就是午间温度比较高的情况下,尽量采用一种休眠的方式,也使各类设备能够保持一个最佳的一个状态,在工作的时候保持一个最佳的状态。

由于月午和月夜两段休眠,玉兔二号的工作时间无疑更为宝贵,国家天文台副台长、嫦娥四号任务地面应用系统总指挥李春来期待,未来嫦娥四号的探测可以为宇宙起源提供原创性发现。

李春来:嫦娥四号着陆点是负5935米,这样的一个非常低的地方,可能挖掘了下地壳甚至上月幔的这样的物质,所以它的成分会可能会非常不一样,会为我们科学研究和新发现提供了一个很好的一个条件。

国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华说,玉兔二号将在月球背面稳稳的走下去:

吴艳华:玉兔二号在月球背面的一小步,也是中国航天像世界科技迈进的一大步。我想对全世界探索宇宙奥秘,也是标志着中华民族做出的新贡献。

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