北京航天飛行控制中心

編者按：

月背探測(cè)是中國(guó)航天的首個(gè)世界第一，具有巨大的科學(xué)和工程意義，是人類航天史上的重大突破。本刊從中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社出版的《月背征途》一書中節(jié)選部分章節(jié)，記錄“玉兔二號(hào)”探測(cè)月背的精彩過(guò)程和所獲得的驚人科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

第一次“休眠”

2019年1月11日，舉國(guó)矚目的“嫦娥四號(hào)”“兩器互拍”落下了帷幕。忙碌了一整個(gè)月晝的“玉兔二號(hào)”也要準(zhǔn)備“休眠”度過(guò)寒冷的月夜了，駕駛員們開始著手在地形圖上尋找“休眠”點(diǎn)，但附近能夠滿足“休眠”的區(qū)域比較少。在經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)量計(jì)算后，駕駛員們選定了一塊條件較好、可滿足“休眠”姿態(tài)要求的區(qū)域，作為“玉兔二號(hào)”在月背的第一個(gè)“休眠”點(diǎn)。從地形圖上看，這也幾乎是附近唯一的“休眠”區(qū)域了。

一切就緒后，駕駛員們正準(zhǔn)備按規(guī)劃實(shí)施移動(dòng)，卻突然發(fā)現(xiàn)“鵲橋”中繼星的高度偏低，如果“玉兔二號(hào)”向預(yù)定“休眠”方向行駛的話，安裝在“玉兔二號(hào)”前方桅桿上的定向天線可能對(duì)尾部的全向接收天線產(chǎn)生遮擋，這樣可能會(huì)造成地面短時(shí)間內(nèi)失去對(duì)“玉兔二號(hào)”的控制，這樣的局面是駕駛員們絕不想看到的。

然而看看前方唯一的一塊黃色區(qū)域——“休眠區(qū)域”，“玉兔二號(hào)”似乎也沒有別的選擇。有人提出，我們可以將豎起的桅桿放倒，這樣定向天線就能夠隨之臥倒在“玉兔二號(hào)”上，不會(huì)對(duì)全向接收天線造成遮擋了。這樣的提議讓大家眼前一亮，經(jīng)過(guò)測(cè)算，這個(gè)方案可行。隨即飛控中心發(fā)送指令將“玉兔二號(hào)”的桅桿放倒，接著移動(dòng)指令發(fā)送，“玉兔二號(hào)”又一次“低著頭”走向了“休眠”點(diǎn)。

來(lái)到了“休眠”位置，可不代表要馬上“入睡”。按照工作規(guī)劃，“玉兔二號(hào)”還需要在此地進(jìn)行一次轉(zhuǎn)向和科學(xué)探測(cè)。畢竟這是“玉兔二號(hào)”在月背的第一次“休眠”，所以駕駛員們特別謹(jǐn)慎。他們對(duì)月背的月壤質(zhì)地還知之甚少，雖然現(xiàn)在姿態(tài)滿足“休眠”要求，但就怕月壤土質(zhì)太松軟，原地轉(zhuǎn)向?qū)Φ貏?shì)造成破壞性的影響，導(dǎo)致此地不再能滿足“休眠”姿態(tài)要求。大家心里都有些忐忑。在完成了科學(xué)探測(cè)后，飛控中心又控制“玉兔二號(hào)”轉(zhuǎn)到了“休眠”航向，遙測(cè)顯示當(dāng)前姿態(tài)與預(yù)估的姿態(tài)差別不大，可滿足“玉兔二號(hào)”的“休眠”姿態(tài)要求，大家懸著的心這才落下來(lái)。

1月13日3時(shí)39分，在駕駛員們的控制下，“玉兔二號(hào)”“休眠”狀態(tài)設(shè)置完成，進(jìn)入了月夜“休眠”模式，等待陽(yáng)光將它喚醒。

在月球上種棉花

中國(guó)自古以來(lái)便是紡織大國(guó)。這次“嫦娥”登月，也帶上了棉花種子，準(zhǔn)備在月球背面種棉花，將地球生物搬上月球！

由于月球環(huán)境具有真空、微重力、強(qiáng)輻射、極端溫差等特點(diǎn)，要求動(dòng)植物能耐高溫、抗凍，而且能夠抗輻射和抗干擾。經(jīng)科學(xué)分析及精挑細(xì)選，生物科普試驗(yàn)載荷共搭載了6種生物，分別是棉花種子、油菜種子、馬鈴薯種子、擬南芥種子、酵母菌和果蠅。其中，馬鈴薯可能是航天員未來(lái)在太空的主食之一，擬南芥、酵母菌和果蠅都是生命科學(xué)領(lǐng)域重要的模式生物。上述6種生物構(gòu)成一個(gè)含有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的微型生態(tài)系統(tǒng)。植物產(chǎn)生氧氣，并作為食物供其他生物消費(fèi)。作為消費(fèi)者的果蠅和分解者的酵母菌通過(guò)消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，供植物進(jìn)行光合作用。酵母菌可以通過(guò)分解植物和果蠅廢棄物而生長(zhǎng)，并能作為果蠅的食物。

2019年1月3日23時(shí)18分40秒，“嫦娥四號(hào)”落月12.88小時(shí)時(shí)，飛控中心控制生物科普試驗(yàn)載荷加電。在生物科普試驗(yàn)載荷開機(jī)后約30分鐘，飛控中心成功放水，6種生物進(jìn)入月面生長(zhǎng)發(fā)育模式。后續(xù)每隔一段時(shí)間就拍照記錄下它們的圖像。根據(jù)下傳的遙測(cè)顯示，科普載荷內(nèi)部壓力約1個(gè)大氣壓，溫度在10℃～35℃，可滿足生物基本生長(zhǎng)需求。

經(jīng)歷了24小時(shí)焦急的等待，1月4日21時(shí)43分，在主相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)了一顆種子萌芽！整個(gè)飛控大廳沸騰了。經(jīng)專家確認(rèn)，生物科普試驗(yàn)載荷內(nèi)棉花種子已經(jīng)發(fā)育為胚根，在陽(yáng)光的照耀下，隨著時(shí)間的流逝，幼芽逐漸長(zhǎng)大。面對(duì)這一生態(tài)奇跡，國(guó)外網(wǎng)友驚嘆：“中國(guó)人把絲綢之路延伸到了月球！”

隨“嫦娥四號(hào)”登陸月球背面的生物科普試驗(yàn)載荷陸續(xù)傳回試驗(yàn)照片，顯示載荷內(nèi)生長(zhǎng)出的植物嫩芽長(zhǎng)勢(shì)良好。這是在經(jīng)歷月球極端真空、極端溫差、強(qiáng)輻射等嚴(yán)峻環(huán)境考驗(yàn)后，人類第一次在月面上做生物生長(zhǎng)試驗(yàn)。生物科普試驗(yàn)載荷已初步實(shí)現(xiàn)人類首次月面生物試驗(yàn)。1月7日傳回的照片顯示，此次生物試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了在荒蕪的月球上培育出第一株植物嫩芽，并隨著時(shí)間的推移，成功實(shí)現(xiàn)人類有史以來(lái)第一片在月球上生長(zhǎng)的綠葉，對(duì)人類之后建立月球基地提供了很好的研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，具有重要的借鑒意義。

有驚無(wú)險(xiǎn)的喚醒

1月29日是“玉兔二號(hào)”在月背第一次被喚醒的日子，駕駛員們?cè)缭绲貋?lái)到遙操作廳，目不轉(zhuǎn)睛地盯著屏幕，等待“玉兔二號(hào)”傳來(lái)的遙測(cè)信號(hào)。9時(shí)31分，“鵲橋”中繼星完成了返向鏈路設(shè)置，一切準(zhǔn)備就緒，按照估計(jì)，“玉兔二號(hào)”馬上就要“醒”過(guò)來(lái)了。

然而眼巴巴地等了40多分鐘，一直沒有收到“玉兔二號(hào)”傳回的遙測(cè)信號(hào)，駕駛員們有點(diǎn)坐不住了。終于，遙操作廳里響起了激動(dòng)的聲音：“來(lái)了，來(lái)了！”大家趕緊圍上去，屏幕顯示“鵲橋”中繼星已經(jīng)鎖定“玉兔二號(hào)”的載波信號(hào)，然而遙測(cè)信號(hào)卻一直沒有收到，飛控中心的駕駛員們反復(fù)確認(rèn)“鵲橋”中繼星的狀態(tài)，一切正常，為什么“玉兔”都到門口了卻遲遲不敲門呢？

原來(lái)“玉兔二號(hào)”的遙測(cè)信號(hào)是以幀的方式連續(xù)傳輸?shù)模谤o橋”中繼星要想正確地解出遙測(cè)信號(hào)并傳給地面，必須辨認(rèn)出每幀遙測(cè)的幀頭在哪里。這個(gè)遙測(cè)幀頭就是幀同步碼，它是靠一個(gè)固定的8位同步碼來(lái)做標(biāo)記的，就像一列火車有1號(hào)車廂，找到它就能找到其他車廂了。

而中繼星為了在有空間環(huán)境干擾導(dǎo)致誤碼較高的情況下依然能認(rèn)出幀同步碼，設(shè)定了一定的容錯(cuò)機(jī)制。很有可能是空間環(huán)境干擾導(dǎo)致“玉兔二號(hào)”傳回的某些遙測(cè)信號(hào)長(zhǎng)得很像這個(gè)幀同步碼，導(dǎo)致“鵲橋”認(rèn)錯(cuò)了幀頭，無(wú)法正確解出“玉兔二號(hào)”的遙測(cè)信號(hào)。

駕駛員們根據(jù)預(yù)案，控制中繼星對(duì)“玉兔二號(hào)”進(jìn)行了重新鎖定，然而，期待中的遙測(cè)信號(hào)還是沒有出現(xiàn)。駕駛員們頂住壓力，控制中繼星對(duì)“玉兔二號(hào)”進(jìn)行第二次鎖定，飛控中心監(jiān)視人員報(bào)告“遙測(cè)接收開始”，地面終于可以解出“玉兔二號(hào)”傳回的正常遙測(cè)信號(hào)了，一個(gè)不平凡的月晝就這樣開始了。

月背到底有多冷

我們知道月球上正午時(shí)有超過(guò)100℃的高溫，然而月球的晚上究竟有多冷，卻沒有人測(cè)到過(guò)，這是因?yàn)樘綔y(cè)器在月夜需要關(guān)閉儀器設(shè)備，進(jìn)入“休眠”模式。

這次“嫦娥四號(hào)”攜帶了一個(gè)神秘而強(qiáng)大的裝置——同位素電池，不僅可以在月夜散發(fā)熱量為“嫦娥四號(hào)”保溫，還可以輸出約2瓦功率的電能，保證月夜溫度計(jì)——月夜溫度采集器可以在近半個(gè)月的寒冷月夜中持續(xù)工作。通過(guò)這兩個(gè)“神器”，我們有望第一次探知月球背面的夜晚到底有多冷。

“兩器分離”后6小時(shí)，地面發(fā)令控制月夜溫度采集器加電。經(jīng)過(guò)檢查，月夜溫度采集器狀態(tài)良好，具備實(shí)施月夜溫度采集的條件。隨著太陽(yáng)西移，寒冷的月夜即將來(lái)臨，馬上要進(jìn)入月夜“休眠”狀態(tài)了。地面發(fā)令控制供暖系統(tǒng)接通，等同位素?zé)嵩礈囟鹊陀?120℃后，再將月夜溫度采集器的供電切換為同位素?zé)嵩垂╇姟?/p>

2小時(shí)后，地面又對(duì)同位素電池供電期間月夜溫度采集器采集數(shù)據(jù)的下傳狀態(tài)進(jìn)行檢查確認(rèn)，一切正常。等“嫦娥四號(hào)”完成“休眠”設(shè)置，月背又安靜下來(lái)，月夜溫度采集器就正式開始工作了，月夜溫度采集器每隔15分鐘采集一次月夜的溫度情況，整個(gè)月夜都在兢兢業(yè)業(yè)地采集。1月31日16時(shí)43分，飛控中心控制“嫦娥四號(hào)”將月夜溫度采集器的工作成果進(jìn)行了下傳，測(cè)量結(jié)果表明最低溫度達(dá)到-190℃，這是人類歷史上首次測(cè)量到月球背面的月夜溫度！

突破114.8米

114.8，這個(gè)看似毫無(wú)含義的數(shù)字對(duì)“玉兔二號(hào)”的駕駛員們而言卻是一個(gè)心結(jié)。6年前，“玉兔一號(hào)”在行走114.8米后控制系統(tǒng)發(fā)生故障，永遠(yuǎn)地停在了月球表面。38萬(wàn)千米之外的飛控中心遙操作大廳里時(shí)間仿佛停滯，114.8米成為當(dāng)時(shí)在場(chǎng)的駕駛員們心中揮之不去的陰影。

6年轉(zhuǎn)瞬即逝，其中一位當(dāng)年的年輕駕駛員已成為遙操作型號(hào)總師，憑借豐富的駕駛經(jīng)驗(yàn)和精湛的駕駛技術(shù)，帶領(lǐng)著年輕的遙操作團(tuán)隊(duì)，圓滿地完成了“玉兔二號(hào)”前期的遙操作任務(wù)。

2019年2月10日是“玉兔二號(hào)”探索月球背面的第39天。晚上9點(diǎn)，“玉兔二號(hào)”順利找到“休眠”區(qū)，準(zhǔn)備接收“休眠”指令。此時(shí)的飛控中心遙操作大廳燈火通明。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月晝的連續(xù)奮戰(zhàn)，每天不間斷工作的駕駛員們已經(jīng)筋疲力盡。遙測(cè)數(shù)據(jù)顯示，“玉兔二號(hào)”在第二個(gè)月晝期間行駛了70.3米，累計(jì)里程達(dá)到114.5米，距離114.8米只剩下0.3米了……看到這個(gè)數(shù)字，所有人都被震動(dòng)了，往昔的記憶又涌上心頭。

不過(guò)，“玉兔二號(hào)”已經(jīng)進(jìn)入準(zhǔn)備“休眠”姿態(tài)，如果繼續(xù)行走，萬(wàn)一找不到合適的“休眠”點(diǎn)就還要費(fèi)一番工夫。是就此“休眠”還是堅(jiān)持突破？大家都用盼望的眼神望著6年前操作過(guò)“玉兔一號(hào)”的型號(hào)總師。很快測(cè)控系統(tǒng)總指揮收到了“‘玉兔二號(hào)已經(jīng)行駛114.5米，請(qǐng)求延長(zhǎng)測(cè)控跟蹤，利用‘休眠前的時(shí)間再走一步”的請(qǐng)示。測(cè)控系統(tǒng)總指揮幾乎沒有任何猶豫便批復(fù)道：“同意！”并鼓勵(lì)大家：“抓住契機(jī)，勇敢突破！”

駕駛員們的熱情瞬間被點(diǎn)燃了，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論、迭代計(jì)算、復(fù)核驗(yàn)證等一連串復(fù)雜的過(guò)程，1小時(shí)之內(nèi)行進(jìn)方案已經(jīng)出爐。緊接著，駕駛員們向勇敢的“玉兔二號(hào)”發(fā)出了移動(dòng)指令……這是“玉兔二號(hào)”在月背的第40天。2月11日凌晨2時(shí)20分，“玉兔二號(hào)”再次順利移動(dòng)了5.5米，兩個(gè)月晝累計(jì)行駛120米，成功打破了“玉兔一號(hào)”的行駛紀(jì)錄！

超越114.8米，不僅是“玉兔二號(hào)”的重大突破，更是中國(guó)探月工程中的一個(gè)里程碑。自此，“玉兔二號(hào)”前進(jìn)的每一步都在刷新著歷史紀(jì)錄。

“玉兔”導(dǎo)航員

“開始導(dǎo)航，前方……請(qǐng)小心駕駛！”在地面開車時(shí)，我們對(duì)導(dǎo)航儀這樣的溫馨提示一定不會(huì)陌生，但在月球背面你知道誰(shuí)為“玉兔二號(hào)”指路嗎？

在飛控中心就有著這么一個(gè)重要的崗位——視覺定位與圖像處理。這個(gè)崗位的人員利用月球軌道衛(wèi)星拍攝的月面圖像和“玉兔二號(hào)”獲得的月表圖像對(duì)“玉兔二號(hào)”當(dāng)前的位置進(jìn)行定位，并給出下一步走向何處的規(guī)劃設(shè)計(jì)，堪稱“玉兔導(dǎo)航員”。

在月背導(dǎo)航工作中，導(dǎo)航員不僅要根據(jù)科學(xué)家選定的探測(cè)目標(biāo)來(lái)規(guī)劃路線，還要給出選擇此路的原因，更要把目光放長(zhǎng)遠(yuǎn)，為“玉兔二號(hào)”做好長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，確保“玉兔二號(hào)”在月背待得更久，走得更遠(yuǎn)。

“嫦娥四號(hào)”在月背成功著陸后，導(dǎo)航員們第一時(shí)間報(bào)出了落月坐標(biāo)，隨即開啟了為“玉兔二號(hào)”探索之旅保駕護(hù)航的工作。導(dǎo)航員們一直在琢磨的一件事就是：往哪兒走。月球上沒有北斗導(dǎo)航，也沒有地圖，“嫦娥二號(hào)”拍攝的高清全月圖發(fā)揮了重要作用。

由于著陸點(diǎn)在月球南極，為防止月球車被自己的影子遮擋住腳下的路，應(yīng)向西北或東北方向行駛。在對(duì)“嫦娥四號(hào)”拍攝的月面圖像和之前“嫦娥二號(hào)”拍攝的月面圖像進(jìn)行分析后，導(dǎo)航員們認(rèn)為著陸點(diǎn)西北方向地形障礙較少，便于長(zhǎng)期行進(jìn)，最終決定一路向西出發(fā)。

導(dǎo)航員們同時(shí)確定了用之前“嫦娥二號(hào)”拍攝的7米分辨率全月圖做長(zhǎng)期規(guī)劃、用全景相機(jī)拍攝的圖像做中期規(guī)劃、用導(dǎo)航相機(jī)拍攝的圖像做當(dāng)前規(guī)劃的策略，共同助力“玉兔二號(hào)”挺進(jìn)月球大西北。

瘋狂的石頭

自“玉兔二號(hào)”踏上月背的那一天起，它便肩負(fù)著一項(xiàng)重要的使命——揭示月球背面的奧秘。盡管“玉兔二號(hào)”自帶4件探測(cè)利器，但想派上用場(chǎng)還需要找到合適的探測(cè)目標(biāo)。然而，荒涼的月背上要么是無(wú)法抵達(dá)的撞擊坑，要么是松軟的月壤?，F(xiàn)在已經(jīng)是第3個(gè)月晝了，有價(jià)值的探測(cè)目標(biāo)一直沒有出現(xiàn)，科學(xué)家們有些坐不住了。

2019年3月1日，駕駛員們一如既往地篩選著“玉兔二號(hào)”下傳的導(dǎo)航相機(jī)拍攝的照片。突然，他們的目光被一張圖片吸引住了，在“玉兔二號(hào)”的前方不遠(yuǎn)處，一片碎石星羅棋布地散落在月壤之上，仿佛一盤未曾下完的棋。有一塊體積較大的石頭靜靜地躺在“棋盤”前，仿佛一顆遺失的珠寶，上面蒙著一層淺淺的月壤，與周圍平坦的地形相比顯得有些不同尋常。

別看這塊石頭從圖片中看不出非凡之處，但在遍布撞擊坑和松軟月壤的月背，它的存在十分耐人尋味。它可能是天外飛來(lái)的隕石，代表著宇宙天體對(duì)月球的問候；也有可能是隕石撞擊月背濺射出來(lái)的物質(zhì)，埋藏著月幔最深處的秘密。

駕駛員們立刻與科學(xué)家團(tuán)隊(duì)取得了聯(lián)系，科學(xué)家們的激情瞬間被點(diǎn)燃了，他們興奮地喊道：“就是這塊石頭！石頭！我們趕快探一下！”

石塊是科學(xué)家眼里的珍寶，但在更了解“玉兔二號(hào)”的駕駛員眼里則是危險(xiǎn)因素。駕駛員不光要想著如何靠近它，還要想著怎么離開，不能只是前進(jìn)，還要學(xué)會(huì)后退。只有精準(zhǔn)完成遠(yuǎn)距離探測(cè)且能退回到一個(gè)安全的“休眠”點(diǎn)，才是一次完整探測(cè)的結(jié)束。這是一種平衡，也是每一個(gè)駕駛員都要掌握的進(jìn)退藝術(shù)。

對(duì)石塊的探測(cè)需要使用“玉兔二號(hào)”上安裝的紅外成像光譜儀，它位于車體前方。視場(chǎng)最窄處只有約14厘米，中心區(qū)域8厘米，必須靠月球車的移動(dòng)來(lái)調(diào)整視場(chǎng)的前后推移，通過(guò)車體的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整視場(chǎng)的左右偏移。

月球上坑洼遍地，凹凸不平，每次移動(dòng)都可能產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的姿態(tài)變化，要想在合適的太陽(yáng)高度角和方位角下使視場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)石塊，難度宛如千里穿針，實(shí)在是考驗(yàn)駕駛技術(shù)。紅外成像光譜儀視場(chǎng)距離車前側(cè)面只有約50厘米，稍有不慎月球車輪子和月球車底部就可能被月面的石塊蹭壞。

然而地外天體科學(xué)探測(cè)就是如此，沒有風(fēng)險(xiǎn)就沒有收獲，經(jīng)過(guò)科學(xué)家和月面支持小組的一番商議，最終駕駛員們制訂了“遠(yuǎn)處拉弓瞄準(zhǔn)，近處停頓微調(diào)”的探測(cè)方案。先控制月球車駛向目標(biāo)石塊，在石塊前微調(diào)航向，使視場(chǎng)覆蓋石塊。這樣一旦發(fā)現(xiàn)情況不對(duì)，可以立刻控制“玉兔二號(hào)”原路撤回，可謂穩(wěn)妥安全。

“玉兔二號(hào)”漸漸逼近石塊，到達(dá)石塊前的平坦位置，看上去一切順利，但還沒來(lái)得及高興，最新下傳的感知圖像就讓大家心里一沉。圖像顯示，石塊前方竟然出現(xiàn)了兩個(gè)撞擊坑，坑雖然都不深，但極有可能對(duì)最后的視場(chǎng)調(diào)整產(chǎn)生意想不到的影響，使得探測(cè)功虧一簣。

兩個(gè)撞擊坑仿佛攔路虎一般橫在“玉兔二號(hào)”和石塊中間，何去何從，一時(shí)陷入僵局，“休眠”時(shí)刻又在一分一秒地迫近，科學(xué)家們開始焦躁起來(lái)。遙操作大廳里，一位來(lái)自中科院國(guó)家天文臺(tái)的小伙子已經(jīng)有些著急了，他不停地說(shuō)：“這個(gè)石塊很重要，你們可千萬(wàn)不能退啊?！睖y(cè)控系統(tǒng)總指揮半開玩笑地對(duì)他說(shuō)：“是你們領(lǐng)導(dǎo)派你來(lái)督戰(zhàn)的吧？別急，別急，我們一定幫你們拿下這塊石頭。”

月球的秘密就在眼前，誰(shuí)也不想在此刻半途而廢。駕駛員們拿出了兩種方案：第一種是在起點(diǎn)原地左轉(zhuǎn)彎，直行到終點(diǎn)后調(diào)整航向?qū)?zhǔn)石塊，這種方案的優(yōu)點(diǎn)在于控制次數(shù)少，但是終點(diǎn)的原地轉(zhuǎn)彎恰好在兩個(gè)撞擊坑內(nèi)，最后的視場(chǎng)調(diào)整可能受撞擊坑影響，存在無(wú)法到位的風(fēng)險(xiǎn)；第二種則是分兩段行走，在一個(gè)相對(duì)平坦的中間點(diǎn)上原地轉(zhuǎn)彎，然后調(diào)整航向?qū)χ瘔K直行，避免終點(diǎn)原地轉(zhuǎn)彎，這種方案雖然控制次數(shù)多，但是比較安全。又是一次不得不做的抉擇，到底該怎么辦？駕駛員們和專家反復(fù)磋商，仍以安全為上，使用第二種保守方案。方案確定后，駕駛員們便開始控制“玉兔二號(hào)”按照移動(dòng)策略接近石塊。移動(dòng)到位后，駕駛員們立即對(duì)石塊進(jìn)行了精確定位，開啟“玉兔二號(hào)”前方的避障相機(jī)對(duì)石塊區(qū)域進(jìn)行成像，一塊長(zhǎng)度約18厘米的大石塊在視場(chǎng)中特別顯眼，它就是科學(xué)家團(tuán)隊(duì)選中的探測(cè)目標(biāo)。

駕駛員們立即發(fā)送指令開始實(shí)施紅外探測(cè)。然而，傳回的紅外圖像卻并未滿足科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的要求，因?yàn)槭瘔K只有右下角的一部分進(jìn)入了紅外成像光譜儀的視場(chǎng)，其余全部是月壤，這樣會(huì)造成獲得的紅外光譜信息中混雜有石塊和月壤的信息，無(wú)法從其中單獨(dú)分析出石塊的物質(zhì)成分，探測(cè)結(jié)果無(wú)法令人滿意。

是繼續(xù)進(jìn)行探測(cè)還是放棄本次探測(cè)而繼續(xù)尋找探測(cè)目標(biāo)？如果繼續(xù)探測(cè)，那就要繼續(xù)調(diào)整“玉兔二號(hào)”與石塊的距離和相對(duì)位置，在當(dāng)前復(fù)雜的月面環(huán)境下，沒人能夠?yàn)椤坝裢枚?hào)”的安全打包票，無(wú)論是車底撞到石塊還是“玉兔二號(hào)”陷入坑中，哪種情況都不能發(fā)生。但如果就此收手，那么前面所做的努力就會(huì)全部白費(fèi)。

駕駛員們決定再試一次！他們反復(fù)研讀遙測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)探測(cè)方案不斷進(jìn)行推演和分析，最終確定了控制“玉兔二號(hào)”原地轉(zhuǎn)2°，再前進(jìn)6.6厘米接近石塊這一方案。很快方案就獲得了大家的一致認(rèn)可，并完成了移動(dòng)指令的上注。

“轉(zhuǎn)向開始，轉(zhuǎn)向到位！1秒、2秒、3秒，移動(dòng)到位，姿態(tài)良好！”

調(diào)度員不停地報(bào)告移動(dòng)情況，駕駛員們?cè)俅慰刂萍t外成像光譜儀開機(jī)探測(cè)。平日短短的12分鐘此刻分外漫長(zhǎng)。隨后圖像和探測(cè)數(shù)據(jù)慢慢下傳，大家終于在傳回來(lái)的圖像上看到紅外成像光譜儀的視場(chǎng)被石塊全部占據(jù)著，這次獲得的數(shù)據(jù)堪稱完美，“玉兔二號(hào)”圓滿完成了第一次定點(diǎn)探測(cè)的任務(wù)。3次移動(dòng)，4次轉(zhuǎn)身，一共4.92米，我們終于解開了“月亮女神”留下的密碼！

優(yōu)美地轉(zhuǎn)個(gè)圈

2019年3月30日，科學(xué)家們給飛控中心的駕駛員團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，對(duì)“玉兔二號(hào)”周邊的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行360°全方位的科學(xué)探測(cè)。這就要同時(shí)使用“玉兔二號(hào)”的兩大“神器”——紅外成像光譜儀和中性原子探測(cè)儀，在不同的方位角下，兩大“神器”大顯身手，共同揭開月球的秘密。

飛控中心的駕駛員團(tuán)隊(duì)首先要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行分析，找到一塊相對(duì)平坦的區(qū)域，確保在這里轉(zhuǎn)圈不會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)，又方便“玉兔二號(hào)”對(duì)周邊的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。不要小看轉(zhuǎn)這個(gè)圈，這個(gè)任務(wù)一共用了2天時(shí)間，通過(guò)8次車體轉(zhuǎn)動(dòng)，在8個(gè)不同的航向下兩大科普載荷一次開機(jī)才完成了全部的科學(xué)探測(cè)工作?；赝麜r(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中留下的車轍讓駕駛員們慨嘆不已。

在月面蹭“Wi-Fi”

“玉兔二號(hào)”獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)傳回地面時(shí)，除了使用自身全向天線和定向天線通過(guò)中繼星下傳到地面外，還可以蹭“嫦娥四號(hào)”的“Wi-Fi”，即著陸器與“玉兔二號(hào)”之間的UHF頻段通信，實(shí)現(xiàn)返向數(shù)據(jù)下傳。

這個(gè)“Wi-Fi”的傳輸速率可以設(shè)置，駕駛員們會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇“玉兔二號(hào)”與“嫦娥四號(hào)”相匹配的下傳速率，確保“嫦娥四號(hào)”能夠?qū)Α坝裢枚?hào)”拍攝的圖像或獲取的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)到了就走，無(wú)須等待。

不要小看這樣的傳輸方式，由于不必再轉(zhuǎn)動(dòng)“玉兔二號(hào)”的桅桿，調(diào)整定向天線指向中繼星，所以可以一邊探測(cè)一邊傳輸，有效提高了數(shù)據(jù)下傳效率，也提高了“玉兔二號(hào)”行走規(guī)劃的效率。

當(dāng)然，“Wi-Fi”也不是那么好蹭的，需要“玉兔二號(hào)”車體相對(duì)“嫦娥四號(hào)”的位置和姿態(tài)滿足特定條件。一般要求“玉兔二號(hào)”在“嫦娥四號(hào)”西北方向，且車尾朝向“嫦娥四號(hào)”。因?yàn)閷?duì)姿態(tài)和位置要求高，所以UHF信道主要用來(lái)在特定姿態(tài)下進(jìn)行圖像和探測(cè)數(shù)據(jù)的下傳。在“玉兔二號(hào)”移動(dòng)、進(jìn)出測(cè)控弧段、進(jìn)出月午及“休眠”喚醒等設(shè)置過(guò)程中仍須切回全向天線。

安全駕駛9條原則

“道路千萬(wàn)條，安全第一條”，有了駕駛“玉兔一號(hào)”的經(jīng)歷，遙操作團(tuán)隊(duì)對(duì)“玉兔二號(hào)”更是呵護(hù)有加，每一次路徑規(guī)劃、每一個(gè)狀態(tài)確認(rèn)都特別小心。

早在開展“嫦娥四號(hào)”任務(wù)前，飛控中心就組織進(jìn)行了“玉兔一號(hào)”行駛過(guò)程數(shù)據(jù)復(fù)盤?！坝裢靡惶?hào)”定格在114.8米，我們應(yīng)該吸取哪些教訓(xùn)呢？為了使復(fù)盤工作更加深入，飛控中心請(qǐng)來(lái)了探測(cè)器設(shè)計(jì)部門的月球車專家以及當(dāng)年“玉兔一號(hào)”的駕駛員，共同對(duì)“玉兔一號(hào)”在月球上的每一步足跡特別是最后幾步的行走過(guò)程做細(xì)致研究。最終形成以下結(jié)論性意見：一是光照對(duì)月面感知的影響較大，二是大曲率移動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)較高，三是在月面復(fù)雜路面上要能進(jìn)也能退。

這些看似簡(jiǎn)單的原則正是在充滿風(fēng)險(xiǎn)的月面駕駛時(shí)必須注意的。也正是這次對(duì)“玉兔一號(hào)”遙操作的復(fù)盤工作，制定了月面安全駕駛9條原則，為“玉兔二號(hào)”干得更久、走得更遠(yuǎn)打下了基礎(chǔ)。

既然光照對(duì)月面感知的影響很大，那么為了確保路徑規(guī)劃前能看清楚月面地形，我們制定了相應(yīng)的圖像感知原則，避免由于光照原因移動(dòng)方向上出現(xiàn)圖像過(guò)曝或車體本體陰影較大的情況。若移動(dòng)目標(biāo)位置的地形不清晰或更換移動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)，則需要進(jìn)行重新感知，確保從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置之間的地形情況清晰可見，能夠?yàn)槁窂揭?guī)劃提供優(yōu)質(zhì)的圖像信息。

“玉兔二號(hào)”在月面真實(shí)環(huán)境中的移動(dòng)表現(xiàn)如何、月面實(shí)際地形對(duì)它的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生哪些不可預(yù)知的影響、“玉兔二號(hào)”能否按照駕駛員規(guī)劃的預(yù)期路徑進(jìn)行移動(dòng)等都需要對(duì)它的實(shí)際移動(dòng)效果進(jìn)行評(píng)估。9條原則中的第3條是這樣描述的：

每次移動(dòng)后在導(dǎo)航點(diǎn)或中間點(diǎn)對(duì)行走效果進(jìn)行評(píng)估，判斷是否移動(dòng)到位，可否按照原定策略及相應(yīng)應(yīng)急方案實(shí)施。移動(dòng)未到位判斷準(zhǔn)則如下：

1.針對(duì)直線行走、原地轉(zhuǎn)彎和曲線行走，地面監(jiān)視判斷遙測(cè)偏航角與規(guī)劃結(jié)果超過(guò)5°或遙測(cè)位置與規(guī)劃結(jié)果偏差超過(guò)0.5米。

2.若該站點(diǎn)獲得的視覺定位結(jié)果與規(guī)劃位置距離偏差超過(guò)移動(dòng)距離的10%。

如果地面判斷出現(xiàn)“移動(dòng)未到位”的情況，就要立即停止原規(guī)劃方案，進(jìn)入問題排查和緊急脫困狀態(tài)，必要時(shí)退回到上一站點(diǎn)，確保“玉兔二號(hào)”的安全。

第3條安全駕駛原則對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，必須作為基本原則長(zhǎng)期堅(jiān)持。

在“玉兔二號(hào)”后續(xù)一年多的行駛過(guò)程中，駕駛員們正是堅(jiān)守了這9條原則才確保了“玉兔二號(hào)”在月背探險(xiǎn)中不斷奮勇前行。

第一次探坑

2019年4月28日，“玉兔二號(hào)”在暖洋洋的陽(yáng)光照射下“醒”過(guò)來(lái)，由于太陽(yáng)在東方升起，“玉兔二號(hào)”的車體在西側(cè)的月面上形成了一片大大的陰影，“玉兔二號(hào)”看上去很神氣，就像一位威風(fēng)凜凜的武士。

駕駛員們?cè)缇妥⒁獾搅嗽谲圀w西側(cè)前方有一個(gè)很新的撞擊坑，盡管月球表面遍布大大小小的撞擊坑，但在確保安全的情況下探索月背的月球坑，對(duì)已經(jīng)在這里生活了5個(gè)月的“玉兔二號(hào)”來(lái)說(shuō)還是第一次。經(jīng)與科學(xué)家團(tuán)隊(duì)商議，駕駛員在此月晝要對(duì)這個(gè)撞擊坑的月壤和濺射物進(jìn)行探測(cè)。

駕駛員控制“玉兔二號(hào)”邁開大步來(lái)到撞擊坑邊約3米的地方，通過(guò)全景相機(jī)對(duì)科學(xué)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行了成像，撞擊坑的全貌顯露出來(lái)。

隨后“玉兔二號(hào)”又繼續(xù)向前來(lái)到撞擊坑的邊緣，隕石留下的“吻痕”終于近距離地呈現(xiàn)在大家眼前。

此時(shí)，科學(xué)家們還想再近一點(diǎn)對(duì)濺射物進(jìn)行紅外探測(cè)。越靠近坑邊，碎石就越密集，它們都是對(duì)“玉兔二號(hào)”越障能力的挑戰(zhàn)。但不入虎穴，焉得虎子？駕駛員們選擇迎難而上，規(guī)劃了一個(gè)小步直線移動(dòng)，眼看著移動(dòng)到位了，一個(gè)意想不到的情況出現(xiàn)了。

由于地面起伏較大，太陽(yáng)落在了“玉兔二號(hào)”的太陽(yáng)敏感器視場(chǎng)外，“玉兔二號(hào)”無(wú)法對(duì)自己的姿態(tài)進(jìn)行感知了。這意味著在倒車過(guò)程中，以往一直使用的高精度制導(dǎo)導(dǎo)航與控制移動(dòng)模式不能使用了。突如其來(lái)的狀況并沒有難倒駕駛員們，他們先是按照原計(jì)劃對(duì)撞擊坑的邊緣和內(nèi)側(cè)使用避障相機(jī)進(jìn)行成像并進(jìn)行紅外探測(cè)，滿足科學(xué)家們探測(cè)濺射物的要求。

隨后，駕駛員們將“玉兔二號(hào)”駕駛模式由制導(dǎo)導(dǎo)航與控制移動(dòng)模式切換為綜合電子多電機(jī)移動(dòng)模式，先讓“玉兔二號(hào)”倒車回來(lái)，穩(wěn)穩(wěn)地后退，當(dāng)“玉兔二號(hào)”太陽(yáng)敏感器視場(chǎng)恢復(fù)到可見太陽(yáng)時(shí)再重新恢復(fù)制導(dǎo)導(dǎo)航與控制移動(dòng)模式，最終成功完成了月背撞擊坑第一探！

放飛自我的“兔子”

在地面上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛是一件很難的事情，更何況在萬(wàn)里之外的月球背面，而這個(gè)月晝，駕駛員們將在月球背面迎接一次石破天驚的挑戰(zhàn)——讓“玉兔二號(hào)”自動(dòng)駕駛。

“玉兔二號(hào)”在設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)具備了兩大法寶——激光探測(cè)避障移動(dòng)模式和自主規(guī)劃避障移動(dòng)模式，以及一個(gè)“神器”——激光點(diǎn)陣器。激光探測(cè)避障移動(dòng)模式利用車體前端的激光點(diǎn)陣器的照射來(lái)判斷前方地面的平坦程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙的識(shí)別和路徑的選擇。自主規(guī)劃避障移動(dòng)模式則利用避障相機(jī)的成像，分段識(shí)別路況的平整度，每0.5米進(jìn)行一次重新規(guī)劃，直至到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。

這次駕駛員們選取了兩個(gè)目的地，保證每次移動(dòng)都在2米左右，按照先激光探測(cè)避障、后自主規(guī)劃避障移動(dòng)的方式，實(shí)施自動(dòng)駕駛。

萬(wàn)事開頭難，進(jìn)行激光避障探測(cè)移動(dòng)時(shí)，“玉兔二號(hào)”剛一邁步就出現(xiàn)了警報(bào)：“前面發(fā)現(xiàn)障礙，退出移動(dòng)模式?！泵髅鲝南鄼C(jī)上看著一馬平川，為什么卻舉步維艱呢？駕駛員們通過(guò)反復(fù)對(duì)比之前避障相機(jī)拍攝的圖像分析，發(fā)現(xiàn)圖像中有車體對(duì)太陽(yáng)光的反射投影，可能進(jìn)入了“玉兔二號(hào)”避障相機(jī)視場(chǎng)而被識(shí)別成了障礙，導(dǎo)致無(wú)法行走。

經(jīng)與探測(cè)器專家現(xiàn)場(chǎng)研究，駕駛員們立即對(duì)激光點(diǎn)陣提取參數(shù)做出調(diào)整，給“玉兔二號(hào)”戴上“墨鏡”以過(guò)濾太陽(yáng)光的干擾，終于解除警報(bào)，“玉兔二號(hào)”開始前進(jìn)了。

第二次移動(dòng)時(shí)駕駛員們控制“玉兔二號(hào)”切換至自主規(guī)劃避障移動(dòng)模式。這次就順利許多，總計(jì)2.7米的移動(dòng)距離，“玉兔二號(hào)”按照每0.5米自主判斷一次的頻率，經(jīng)過(guò)5次規(guī)劃后順利到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)！

“賴床”的“兔子”

不知不覺之中，“玉兔二號(hào)”在月球背面已經(jīng)工作6個(gè)月，從突破“玉兔一號(hào)”的行駛紀(jì)錄到擔(dān)心是不是能達(dá)到3個(gè)月的壽命期，現(xiàn)在駕駛員們對(duì)“玉兔二號(hào)”越來(lái)越有信心了，開始為長(zhǎng)期月面探險(xiǎn)做各種計(jì)劃。一個(gè)新的情況出現(xiàn)了！駕駛員們?cè)诳偨Y(jié)過(guò)去6個(gè)月“玉兔二號(hào)”的喚醒時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)，喚醒的時(shí)間在一點(diǎn)點(diǎn)推遲。特別是這個(gè)月晝，“玉兔二號(hào)”在所有人的焦急等待下足足推遲喚醒2小時(shí)，雖說(shuō)最終還是“醒”來(lái)了，但到底是什么環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題？

針對(duì)這個(gè)問題，遙操作團(tuán)隊(duì)提取了“玉兔二號(hào)”6個(gè)月晝的預(yù)計(jì)喚醒時(shí)間、實(shí)際喚醒時(shí)間、喚醒時(shí)姿態(tài)、太陽(yáng)高度角和方位角、日月距離等相關(guān)數(shù)據(jù)，查詢了太陽(yáng)能電池發(fā)電的相關(guān)設(shè)計(jì)報(bào)告，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析比對(duì)，“玉兔二號(hào)”“賴床”的原因終于找到了。

原來(lái)，隨著“玉兔二號(hào)”在月面上工作時(shí)間變長(zhǎng)，月-日距離也在發(fā)生改變。其實(shí)地球公轉(zhuǎn)軌道并不是標(biāo)準(zhǔn)圓軌道，月-日距離也隨之呈周期性變化，距離最近時(shí)有1.47億千米，最遠(yuǎn)時(shí)有1.51億千米，研究人員發(fā)現(xiàn)從第2個(gè)月晝開始，隨著月－日距離逐漸增加，“喚醒”時(shí)間也一點(diǎn)點(diǎn)推遲，可這不到3%的距離變化范圍是如何引起2小時(shí)偏差的呢？

原來(lái)“玉兔二號(hào)”每次自動(dòng)喚醒時(shí)所需的有效光照強(qiáng)度是恒定的，光強(qiáng)與月-日距離的平方成反比，與太陽(yáng)的高度角成正比，距離增加了3%，太陽(yáng)高度角相應(yīng)增加了約0.6°，而月面上太陽(yáng)升高1°大概需要3小時(shí)，所以“玉兔二號(hào)”晚“醒”來(lái)2小時(shí)也就不足為奇了。

發(fā)現(xiàn)了這個(gè)奧秘之后，駕駛員將距離的修正項(xiàng)引入喚醒計(jì)算模型，反復(fù)迭代計(jì)算，最終將喚醒時(shí)刻偏差縮小在20分鐘以內(nèi)，大家都期待著下個(gè)月晝“玉兔二號(hào)”能夠準(zhǔn)時(shí)“醒”來(lái)。

車轍中隱藏的秘密

“玉兔二號(hào)”每個(gè)月“醒”來(lái)后，它的工作日程表都被駕駛員們安排得滿滿的，不是在進(jìn)行科學(xué)探測(cè)，就是在去進(jìn)行科學(xué)探測(cè)的路上，但“玉兔二號(hào)”還要經(jīng)?；剡^(guò)頭來(lái)用科學(xué)載荷探測(cè)一下自己走過(guò)月面時(shí)留下的車轍，這是為什么呢？車轍中隱藏著什么秘密嗎？

原來(lái)，月球表面有一層松軟的月壤，受到太陽(yáng)風(fēng)的長(zhǎng)期轟擊。在月球形成之后長(zhǎng)達(dá)40多億年間，除了小天體撞擊之外，月壤從來(lái)沒有被翻動(dòng)過(guò)，而“玉兔二號(hào)”車輪每一次移動(dòng)掀起的幾厘米月壤，都揭示著隱藏了幾千萬(wàn)年的月球秘密。

探測(cè)用的紅外成像光譜儀視場(chǎng)極窄，最寬處只有約16厘米，幾乎正好是車輪的寬度，并且紅外成像光譜儀的安裝位置并不是在“玉兔二號(hào)”的中軸線上，而是偏右一些，這就使得“玉兔二號(hào)”到位后必須回頭并與車轍呈一個(gè)微小的角度。另外，雖然“玉兔二號(hào)”行走的路線按照規(guī)劃是直線前進(jìn)，但是土壤的松軟度和坡度都可能讓車轍產(chǎn)生微妙的誤差，因此行走和轉(zhuǎn)身的控制也必須精準(zhǔn)無(wú)誤才能保證車轍落在紅外成像光譜儀的視場(chǎng)內(nèi)。

駕駛員們根據(jù)“玉兔二號(hào)”的具體尺寸和相關(guān)參數(shù)以及紅外成像光譜儀的具體參數(shù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向角度，并按照這個(gè)角度進(jìn)行了路徑規(guī)劃?！坝裢枚?hào)”按照規(guī)劃路徑移動(dòng)完畢，隨后環(huán)拍的導(dǎo)航相機(jī)圖像顯示，一條纖細(xì)的車轍穩(wěn)穩(wěn)地落在了紅外成像光譜儀的視場(chǎng)內(nèi)，控制精準(zhǔn)。

獲取寶貴的探測(cè)數(shù)據(jù)后，飛控中心通過(guò)“鵲橋”中繼星將它們下傳，然后迅速送到科學(xué)家手中，車轍中隱藏的秘密就要被科學(xué)家們揭開了。

短暫“失聯(lián)”

月午期間為躲避高溫，“玉兔二號(hào)”一般會(huì)“午休”，可是這個(gè)月午“玉兔二號(hào)”“睡”得并不踏實(shí)。

2019年6月4日上午8時(shí)20分，“玉兔二號(hào)”進(jìn)入測(cè)控區(qū)后，值班人員發(fā)現(xiàn)雖然返向載波鎖定，但“玉兔二號(hào)”的遙測(cè)依舊無(wú)法解析，地面和“玉兔二號(hào)”失去了聯(lián)系。值班人員檢查了“玉兔二號(hào)”前一晚的情況，一切正常，那“玉兔二號(hào)”到哪里去了呢？

現(xiàn)場(chǎng)人員迅速向值班總師匯報(bào)了這個(gè)情況，并與探測(cè)器系統(tǒng)取得了聯(lián)系。經(jīng)分析，最大可能是由于單粒子的干擾，使得地面和“鵲橋”中繼星的信號(hào)被干擾了。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)專家反復(fù)研究，決定首先對(duì)“鵲橋”中繼星的對(duì)月解調(diào)器進(jìn)行軟復(fù)位操作，正是這個(gè)解調(diào)器承擔(dān)著與“玉兔二號(hào)”通信的重要職能。兩條指令發(fā)出去后，遙測(cè)還是沒有恢復(fù)，所有人屏住呼吸，緊緊盯著屏幕。

突然，“玉兔二號(hào)”時(shí)間顯示開始閃動(dòng)，遙測(cè)恢復(fù)了！駕駛員們?nèi)鏅z查“玉兔二號(hào)”的狀態(tài)，一切正常！剛剛緊張到凝固的空氣終于開始流動(dòng)了。經(jīng)查，原因是測(cè)控區(qū)外單粒子擊中了“鵲橋”中繼星的遙測(cè)處理電路板，導(dǎo)致中繼星對(duì)“玉兔二號(hào)”的遙測(cè)處理出現(xiàn)了問題。

這個(gè)月晝“玉兔二號(hào)”的短暫“失聯(lián)”雖說(shuō)是虛驚一場(chǎng)，但卻提醒我們，太空環(huán)境復(fù)雜多變，要隨時(shí)做好應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況的準(zhǔn)備，駕駛員不僅要車技一流，更要掌握機(jī)制，沉著應(yīng)對(duì)。

“玉兔”終于按時(shí)“起床”了

上個(gè)月“玉兔二號(hào)”“賴床”，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究才發(fā)現(xiàn)原來(lái)是冤枉它了。根本原因還在于外界環(huán)境發(fā)生了變化，我們需要給它稍微調(diào)整一下“睡覺”的姿勢(shì)。而這個(gè)月晝“玉兔”的喚醒就是驗(yàn)證駕駛員們“預(yù)言”的大好時(shí)機(jī)。

2019年6月26日，大家早早地來(lái)到飛控大廳，等待“玉兔二號(hào)”“醒”來(lái)。時(shí)間很快過(guò)了原來(lái)計(jì)算的時(shí)間，“玉兔二號(hào)”果然仍在“安睡”，絲毫沒有“醒”來(lái)的跡象，但有科學(xué)精確計(jì)算方法的支持，大家也都沒有了前幾次的焦急，指針一點(diǎn)一點(diǎn)地向駕駛員們預(yù)計(jì)的時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)，大家都凝神屏氣盯著屏幕。

13時(shí)26分，“玉兔二號(hào)”成功喚醒，比修正后的預(yù)估時(shí)間早了14分鐘，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度提高到89.9%！

月面上的攝影技巧

我們?nèi)粘Ｊ褂玫膯畏聪鄼C(jī)有自動(dòng)曝光模式和手動(dòng)曝光模式，在自動(dòng)曝光模式下，相機(jī)會(huì)幫助攝影者自動(dòng)調(diào)整曝光參數(shù)，拍出明暗對(duì)比合適的照片。

“玉兔二號(hào)”攜帶的導(dǎo)航相機(jī)和避障相機(jī)是高科技航天產(chǎn)品，不但要能準(zhǔn)確成像還要能經(jīng)受住月面白天100℃、夜晚-190℃，近300℃變化幅度的極端環(huán)境影響，相機(jī)須地面人工設(shè)置曝光參數(shù)。

由于月面沒有大氣散射，月背上逆光的暗區(qū)和順光的亮區(qū)界限明顯，且車體的陰影濃郁，這就要求駕駛員要像專業(yè)攝影師那樣根據(jù)不同的光照條件，合理選取相機(jī)曝光時(shí)長(zhǎng)，以達(dá)到理想的成像效果。

飛控中心遙操作團(tuán)隊(duì)的成員既是首個(gè)登陸月球背面的“玉兔車”的駕駛員，還是月球攝影師。沒有任何可供參考的現(xiàn)成資料，只能通過(guò)一次次嘗試積累經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。大家都知道這是一項(xiàng)必須熟練掌握的技能，因?yàn)榕臄z的圖片質(zhì)量對(duì)路徑規(guī)劃的正確性至關(guān)重要，否則看不清楚的區(qū)域可能就隱藏著對(duì)“玉兔二號(hào)”造成威脅的石塊和深坑。

從這個(gè)月晝開始，駕駛員們決定專門拿出些時(shí)間來(lái)練習(xí)攝影技術(shù)。方法是保持車體航向角不動(dòng)時(shí)，在同一太陽(yáng)高度角、方位角下選擇不同的相機(jī)曝光時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行拍攝，通過(guò)積累，建立相機(jī)參數(shù)選擇數(shù)據(jù)庫(kù)。每次遇到不同的光照條件就打開數(shù)據(jù)庫(kù)，輸入此刻的太陽(yáng)高度角和方位角，系統(tǒng)自動(dòng)將歷史照片和對(duì)應(yīng)的曝光參數(shù)呈現(xiàn)出來(lái)，駕駛員們就可以根據(jù)成像效果選擇適合的曝光參數(shù)，順利解決順光時(shí)的高曝光區(qū)域和逆光時(shí)的暗影問題，描繪出完整地形。

看到這個(gè)攝影“神器”，駕駛員們開玩笑說(shuō)：“一器在手，攝影無(wú)憂！現(xiàn)在，我們?cè)谠旅媾臄z方面也是半專業(yè)的攝影師啦！”

“科目二”考試

月球背面的路并不那么平坦，第8個(gè)月晝出發(fā)前駕駛員們就面臨著一個(gè)兩難的選擇，眼前的撞擊坑星羅棋布，是繞著走還是穿過(guò)去呢？繞著走的話路上會(huì)相對(duì)穩(wěn)妥，但路程遠(yuǎn)，而且路上成像效果欠佳，很難有把握讓“玉兔二號(hào)”在本月晝內(nèi)走到“休眠”點(diǎn)。

穿過(guò)去的話，路線則短許多，但要求“玉兔二號(hào)”這一路都要跨大步走，而且面對(duì)崎嶇的地形，需要“玉兔二號(hào)”像考“科目二”曲線行駛一樣將撞擊坑騎在身下，控制要求極高。到底該如何抉擇？經(jīng)過(guò)反復(fù)磋商，駕駛員們最終決定從撞擊坑中間穿過(guò)，讓“玉兔二號(hào)”挑戰(zhàn)一次“科目二”。

駕駛員們從幾個(gè)撞擊坑中間選定了一條小路，沿途壓過(guò)了幾個(gè)小型的撞擊坑。規(guī)劃完成后，駕駛員們便將控制指令進(jìn)行了上注，隨后“玉兔二號(hào)”一個(gè)轉(zhuǎn)身便穩(wěn)穩(wěn)地朝著撞擊坑的間隙走去，幾分鐘后移動(dòng)完成了。

駕駛員迫不及待地看了傳回的成像圖片，“玉兔二號(hào)”精確地停在了撞擊坑中間，行走路徑上的撞擊坑完全處于兩條車轍的中間，“科目二”滿分！

隨后，“玉兔二號(hào)”沿著規(guī)劃的路徑一路向西北走去，圖像顯示，“玉兔二號(hào)”是從山脊上走下來(lái)的，在一片撞擊坑中穿行，“玉兔二號(hào)”成功翻越山脊。

發(fā)現(xiàn)彩色神秘物質(zhì)

2019年7月28日，“玉兔二號(hào)”完成了月晝上午最后一步的行走，停在了兩個(gè)撞擊坑中間，并按計(jì)劃完成了導(dǎo)航相機(jī)和全景相機(jī)拍照下傳工作。20時(shí)30分，照片下傳后，月晝上午的工作內(nèi)容都完成了，駕駛員開始檢查“玉兔二號(hào)”的工況，計(jì)劃著月晝下午的工作。

就在離“玉兔二號(hào)”不遠(yuǎn)處，一個(gè)新撞擊坑赫然出現(xiàn)，一開始這個(gè)坑并沒有引起大家的特別關(guān)注，畢竟月球表面到處都是撞擊坑。于是，大家繼續(xù)查看全景相機(jī)的圖像。

突然，一張全景照片引起了大家的注意，這張照片上顯示了那個(gè)新撞擊坑的內(nèi)緣，大大小小的月壤塊占滿了整個(gè)屏幕，但在屏幕下方，卻有一小堆閃著神秘光澤的膠狀物質(zhì)處于撞擊坑的中心，形狀、質(zhì)地都與周圍月壤明顯不同。這個(gè)東西到底是什么呢？圖片瞬間引起了大家的好奇，在場(chǎng)的人議論紛紛，卻沒人能給出答案。

興奮過(guò)后，駕駛員們分頭開展工作，一方面向型號(hào)總師進(jìn)行匯報(bào)，另一方面與科學(xué)家團(tuán)隊(duì)聯(lián)系。此時(shí)已是深夜，科學(xué)家們正在回家的路上，聽到駕駛員們的發(fā)現(xiàn)后，懷疑地說(shuō)：“大概是石頭發(fā)的光吧，第一月晝的時(shí)候也曾出現(xiàn)過(guò)。”但他們還是趕緊聯(lián)系值班人員確認(rèn)。一小時(shí)后，駕駛員們接到科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的電話回復(fù)，言語(yǔ)中的狂喜已經(jīng)無(wú)法掩飾：“我的天！那是什么？能不能明天就開始探測(cè)！”可是月午已近，大家商議決定先對(duì)該神秘物質(zhì)進(jìn)行彩色成像，為月晝下午的決策收集資料。

第二天，駕駛員們對(duì)撞擊坑的神秘物質(zhì)實(shí)施了彩色成像，一堆形態(tài)特別、混合了深黑色和白色亮斑狀神秘物質(zhì)處于撞擊坑的中央，在陽(yáng)光的照射下散發(fā)著清冷的光芒。在灰茫茫的月壤與碎石之間，這堆物質(zhì)閃著不同尋常的亮色，乍看白斑點(diǎn)點(diǎn)，細(xì)看晶亮之中又反射著彩色的光芒，它到底是什么？從哪里來(lái)的？迷人的色彩似乎暗示著它非同尋常的身世……

“玉兔二號(hào)”出月午后，就在當(dāng)前點(diǎn)利用紅外成像光譜儀進(jìn)行了探測(cè)，掌握了周邊月壤的數(shù)據(jù)。隨后駕駛員控制“玉兔二號(hào)”向坑邊行進(jìn)了1.96米，對(duì)撞擊坑外緣的濺射物進(jìn)行了紅外探測(cè)，再控制“玉兔二號(hào)”退回原點(diǎn)，用避障相機(jī)拍攝行走的車轍，觀察車轍壓過(guò)的濺射物情況，判斷碎石的松軟程度……為了此次探測(cè)，“玉兔二號(hào)”第一次在一天里移動(dòng)了3步，創(chuàng)造了轉(zhuǎn)入月面長(zhǎng)期運(yùn)行以來(lái)單日移動(dòng)次數(shù)的新紀(jì)錄！

2019年8月7日17時(shí)49分，“玉兔二號(hào)”進(jìn)入“休眠”模式。月夜期間，駕駛員對(duì)探測(cè)方案進(jìn)一步優(yōu)化，下個(gè)月晝“玉兔二號(hào)”將帶著科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的殷切希望，再次踏上探索神秘物質(zhì)之路。

神秘物質(zhì)初探

上個(gè)月晝“玉兔二號(hào)”在月球背面的撞擊坑中發(fā)現(xiàn)了神秘的膠狀物質(zhì)，這一發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家和駕駛員們都興奮不已。月夜期間，科學(xué)家們持續(xù)表達(dá)了對(duì)該物質(zhì)探測(cè)的強(qiáng)烈需求，并設(shè)計(jì)了對(duì)照試驗(yàn)，選定了三個(gè)點(diǎn)要求進(jìn)行科學(xué)探測(cè)。

飛控中心遙操作團(tuán)隊(duì)馬不停蹄地開始進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)撞擊坑的深度和濺射物分布等都進(jìn)行了仔細(xì)的測(cè)量。測(cè)量完畢，駕駛員們的臉色頓時(shí)凝重起來(lái)，這個(gè)撞擊坑的深度超過(guò)了30厘米，要是“玉兔二號(hào)”進(jìn)去了，極有可能卡住底盤而無(wú)法上來(lái)，因此進(jìn)坑探測(cè)成為一個(gè)必須避開的選項(xiàng)。但是探測(cè)物質(zhì)正好位于坑的正中央，按照科學(xué)家們給的坐標(biāo)，想要使紅外成像光譜儀的視場(chǎng)覆蓋該物質(zhì)，“玉兔二號(hào)”的前輪肯定要懸空進(jìn)入坑里?？舆叺脑氯蕾|(zhì)地如何？會(huì)不會(huì)產(chǎn)生滑坡？坑邊的濺射物那么多，對(duì)于航向會(huì)有什么影響？大家的心里都打起了鼓。

駕駛員們經(jīng)過(guò)反復(fù)討論，最終確定了遠(yuǎn)距離調(diào)整航向，然后直線逼近探測(cè)的方案。這個(gè)方案對(duì)于駕駛員的設(shè)計(jì)能力和控制精度都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。失之毫厘，謬以千里，在遠(yuǎn)處調(diào)整好航向后，誰(shuí)也無(wú)法保證逼近的過(guò)程中航向不會(huì)產(chǎn)生偏移，萬(wàn)一航向有偏差，或者行走過(guò)程中被濺射物改變了航向，那么所有的努力將功虧一簣。

計(jì)劃排定后，月晝也如期而至。駕駛員首先讓“玉兔二號(hào)”來(lái)到了探測(cè)起點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)撞擊坑的再次探測(cè)，科學(xué)家重新提供了探測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，駕駛員經(jīng)過(guò)再次精心計(jì)算和精準(zhǔn)控制，使“玉兔二號(hào)”準(zhǔn)確對(duì)上了探測(cè)點(diǎn)。

隨后，駕駛員控制“玉兔二號(hào)”邁步向著探測(cè)坑前進(jìn)，第一步走了28秒，“玉兔二號(hào)”來(lái)到前輪距離撞擊坑幾十厘米的地方，對(duì)撞擊坑再次進(jìn)行了探測(cè)。然后，“玉兔二號(hào)”又往前走，持續(xù)了8秒，這已經(jīng)離撞擊坑很近了，但根據(jù)探測(cè)成像的結(jié)果，距離探測(cè)物質(zhì)的區(qū)域還有一小段距離。最后，駕駛員又小心翼翼地控制“玉兔二號(hào)”向前挪，持續(xù)了2秒，車輪的前沿已經(jīng)抵達(dá)撞擊坑的邊緣。根據(jù)測(cè)算，紅外成像光譜儀的視場(chǎng)已經(jīng)覆蓋探測(cè)物質(zhì)的邊緣，已經(jīng)有物質(zhì)進(jìn)入紅外成像光譜儀的探測(cè)范圍。

此時(shí)車輪壓出的痕跡和推出的土堆都在畫面上清晰可見?！坝裢枚?hào)”已經(jīng)到達(dá)安全行駛的邊界，不能再往前了。駕駛員們完成探測(cè)后，控制“玉兔二號(hào)”后退到了月午點(diǎn)，月晝的科學(xué)探測(cè)暫告一段落。

再探神秘物質(zhì)

月午期間，科學(xué)家對(duì)上午取得的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，大家都翹首以盼，但得出的結(jié)論卻令人泄氣。雖然探測(cè)物質(zhì)已經(jīng)進(jìn)入了紅外成像光譜儀的視場(chǎng)，但由于物質(zhì)自身的陰影較多，導(dǎo)致未能分析出物質(zhì)成分，上午的探測(cè)最終鎩羽而歸。

經(jīng)過(guò)這一番探索，大家多少有些沮喪，費(fèi)這么大勁，還是沒有達(dá)到科學(xué)家的要求，他們申請(qǐng)下午繼續(xù)對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行探測(cè)。但是此時(shí)距離出月午只有兩天半的時(shí)間，科學(xué)家們認(rèn)為上午的探測(cè)將光照和路徑情況已經(jīng)摸得很清楚了，再往前走10厘米應(yīng)該就能輕松拿到數(shù)據(jù)。

但是駕駛員們知道，現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)比想象嚴(yán)峻得多。下午太陽(yáng)的位置變了，如果原路返回，太陽(yáng)敏感器將全程失去作用，所以這個(gè)方案是不可行的。要想在下午實(shí)施探測(cè)，必須換個(gè)位置和方向重新開始，所有的方案也必須重新設(shè)計(jì)，而且由于月晝下午需要實(shí)施“休眠”，可探測(cè)的時(shí)間比上午更短，所有的工作必須精簡(jiǎn)壓縮。就剩一個(gè)周末，方案必須在半天之內(nèi)拿出來(lái)。測(cè)量、設(shè)計(jì)、定位、投影、復(fù)核、準(zhǔn)備控制數(shù)據(jù)……

月午結(jié)束后，“玉兔二號(hào)”就快馬加鞭地開始了下午的探測(cè)之旅。按照規(guī)劃，第一步“玉兔二號(hào)”需要轉(zhuǎn)向80°，這是一個(gè)已經(jīng)進(jìn)行了上百次的平常操作，但這次轉(zhuǎn)向卻只實(shí)施了很短的時(shí)間就結(jié)束了。駕駛員們多方查證后發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)向指令發(fā)出后不久，右前輪的角度超出了限制，因此判斷“玉兔二號(hào)”的控制系統(tǒng)輸入異常，實(shí)際只轉(zhuǎn)了2°便中止了。這是“玉兔二號(hào)”的一種自我保護(hù)機(jī)制，防止車輪被小石子鉤掛而對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生損傷，但卻讓地面上的駕駛員擔(dān)心了半天。地面重新制訂了轉(zhuǎn)向參數(shù)進(jìn)行上注，“玉兔二號(hào)”這次一點(diǎn)一點(diǎn)完成了預(yù)期的轉(zhuǎn)向，太陽(yáng)敏感器也顯示可見，所有系統(tǒng)一切正常。

解決了轉(zhuǎn)向未到位后，“玉兔二號(hào)”來(lái)到了探測(cè)起點(diǎn)，按照預(yù)定的探測(cè)計(jì)劃，“玉兔二號(hào)”調(diào)整航向后向著探測(cè)點(diǎn)再次進(jìn)發(fā)，很快來(lái)到了同月晝上午位置差不多的坑邊。根據(jù)駕駛員的核算，此時(shí)“玉兔二號(hào)”的車輪距離撞擊坑邊沿還有10厘米左右，但是根據(jù)測(cè)算，再走10厘米，“玉兔二號(hào)”還是無(wú)法將紅外成像光譜儀的視場(chǎng)覆蓋到探測(cè)物質(zhì)，科學(xué)家要求再往前走15厘米。但這15厘米，在駕駛員的心中卻是一道重要的關(guān)口，這樣“玉兔二號(hào)”的前輪懸空部分就已經(jīng)探入撞擊坑，車輪受力的位置離坑邊很近了，會(huì)不會(huì)滑坡？

所有人聚集在遙操作大廳，一輪艱難的討論開始了，最后堅(jiān)持科學(xué)探測(cè)的勇敢精神還是占了上風(fēng)。駕駛員決定控制“玉兔二號(hào)”再往前走15厘米，“玉兔二號(hào)”的俯仰角變大了，紅外視場(chǎng)看得更遠(yuǎn)了，探測(cè)物質(zhì)已經(jīng)進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，但是從圖像上看效果仍不理想。

此時(shí)科學(xué)家們提出還需要再往前走2～4秒。駕駛員幾乎本能地說(shuō)“不”！按照測(cè)算，此時(shí)車輪已經(jīng)探進(jìn)坑了，再往前走，車輪的中心將壓到坑的邊緣，誰(shuí)也不知道這個(gè)坑能不能受力。但已經(jīng)來(lái)到這里，一個(gè)巨大的寶庫(kù)就在面前，無(wú)法取得理想的探測(cè)結(jié)果恐怕將是所有人的遺憾。

飛控中心遙操作大廳里再次出現(xiàn)了激烈的討論，科學(xué)家們力陳此次探測(cè)的重要意義，駕駛員們則不停地測(cè)算這樣實(shí)施的結(jié)果。時(shí)間一分一秒地過(guò)去，太陽(yáng)高度角越來(lái)越低，已經(jīng)到了需要尋找“休眠”點(diǎn)的時(shí)候，月面上的陰影也越來(lái)越長(zhǎng)，再等下去將錯(cuò)失探測(cè)良機(jī)。

中科院空間中心的主任也給測(cè)控通信系統(tǒng)總指揮打來(lái)電話，表明想探測(cè)坑底神秘物質(zhì)的強(qiáng)烈愿望?？傊笓]答復(fù)：“在確保‘玉兔安全的情況下，我們一定要幫助科學(xué)家拿到需要的數(shù)據(jù)，這也是‘玉兔探索月背奧秘的使命！”

駕駛員們?cè)诮?jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算確認(rèn)后決定再移動(dòng)一次！于是再次用了3秒向前移動(dòng)，遙測(cè)數(shù)據(jù)表明，俯仰角和滾動(dòng)角都在朝著有利于探測(cè)的方向變化，控制實(shí)施得很精準(zhǔn)，擔(dān)心的滑坡沒有出現(xiàn)。駕駛員們立即組織感知成像和探測(cè)下傳，探測(cè)的結(jié)果出來(lái)了，在紅外成像光譜儀的視場(chǎng)中有一塊探測(cè)物質(zhì)，探測(cè)結(jié)果終于滿足了科學(xué)家們的要求。

“世之奇?zhèn)?、瑰怪，非常之觀，常在于險(xiǎn)遠(yuǎn)，而人之所罕至焉?！边@個(gè)月晝，“玉兔二號(hào)”看似凌亂繁復(fù)的步伐為月球背面的荒涼增添了諸多人氣和亮色，為人們講述著人類的探索故事。

再次揭秘神秘物質(zhì)

6月15日0時(shí)54分，“玉兔二號(hào)”再次從“休眠”中自主喚醒，開始第19個(gè)月晝的科學(xué)探測(cè)工作。

月夜期間，科學(xué)家們向駕駛員們表達(dá)了希望去撞擊坑進(jìn)行探測(cè)的愿望，并在圖像上標(biāo)注出想要探測(cè)的區(qū)域。駕駛員們對(duì)光照情況、車體陰影、通信鏈路等情況進(jìn)行了反復(fù)演算和復(fù)核，決定在這個(gè)月晝實(shí)施對(duì)膠狀物質(zhì)的探測(cè)。

第一天“醒”來(lái)后，“玉兔二號(hào)”便來(lái)到了預(yù)定的探測(cè)起點(diǎn)，然而考慮到能源的限制，朝向探測(cè)坑的航向此時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率平衡，第一天并不能實(shí)施瞄準(zhǔn)。于是，第二天一早，駕駛員們控制“玉兔二號(hào)”轉(zhuǎn)向撞擊坑成像，成像后利用“虛擬規(guī)劃”和視場(chǎng)投影技術(shù)對(duì)將要移動(dòng)的路徑和移動(dòng)后的紅外探測(cè)視場(chǎng)進(jìn)行了模擬。

模擬結(jié)果顯示，受地形影響，預(yù)期探測(cè)視場(chǎng)相對(duì)探測(cè)目標(biāo)略偏左，于是駕駛員們控制“玉兔二號(hào)”向右側(cè)偏7°后，再次進(jìn)行“虛擬規(guī)劃”和視場(chǎng)投影。

“虛擬規(guī)劃”仿真結(jié)果表明，這次移動(dòng)后的探測(cè)能夠?qū)?zhǔn)探測(cè)目標(biāo)。于是駕駛員們控制“玉兔二號(hào)”向前移動(dòng)了70.4厘米，來(lái)到坑邊實(shí)施探測(cè)，探測(cè)完畢后將數(shù)據(jù)回傳。探測(cè)結(jié)果顯示，此次探測(cè)視場(chǎng)離目標(biāo)已經(jīng)很近了，理論上再做微調(diào)應(yīng)該就能完成探測(cè)工作，但是駕駛員們從回傳的圖像上發(fā)現(xiàn)，由于太陽(yáng)高度角較低，且坑內(nèi)地形較為復(fù)雜，導(dǎo)致撞擊坑內(nèi)遍布陰影，即使當(dāng)天再做微調(diào)，探測(cè)結(jié)果恐怕也無(wú)法令人滿意，于是駕駛員們與科學(xué)家們協(xié)商后決定當(dāng)天先撤退，待第二天再進(jìn)行探測(cè)。

第二天一早，駕駛員們便與科學(xué)家們一同確定了移動(dòng)方案，這次比上次多移動(dòng)4秒，下傳結(jié)果顯示這次探測(cè)基本覆蓋了目標(biāo)，但不湊巧的是由于地形原因，視場(chǎng)中間依然存在一片陰影區(qū)域。科學(xué)家們提出需要再前進(jìn)一步微調(diào)視場(chǎng)，駕駛員們卻十分擔(dān)心，由于太陽(yáng)方位角變化，現(xiàn)在畫面右下角存在一大片車體陰影，導(dǎo)致右前輪與撞擊坑邊緣的位置關(guān)系并不明確，誰(shuí)也不知道現(xiàn)在離坑邊有多遠(yuǎn)。更重要的是，目前這片陰影已經(jīng)距離紅外視場(chǎng)很近了，隨著太陽(yáng)方位角變化，這片陰影還將進(jìn)一步向紅外視場(chǎng)的位置移動(dòng)，一旦紅外視場(chǎng)被陰影覆蓋，那么這個(gè)上午的探測(cè)將無(wú)法實(shí)施。

駕駛員們需要與時(shí)間賽跑，爭(zhēng)分奪秒地確認(rèn)右前輪與坑邊的距離，最終與科學(xué)家們明確了前進(jìn)1秒的微調(diào)方案。數(shù)據(jù)回傳后，大家都出了一身冷汗，陰影幾乎已經(jīng)伸到了紅外視場(chǎng)的邊緣！駕駛員們?cè)陉幱暗耐{下，控制這次探測(cè)取得了圓滿的結(jié)果。

探測(cè)完成后，駕駛員們便控制“玉兔二號(hào)”來(lái)到了月午點(diǎn)。本以為月晝下午可以舒舒服服地向西北移動(dòng)一步至“休眠”點(diǎn)，但月午期間科學(xué)家們又發(fā)來(lái)了新的探測(cè)需求，他們希望“玉兔二號(hào)”能夠?qū)μ綔y(cè)坑西側(cè)的濺射物進(jìn)行探測(cè)。接到需求后，駕駛員們第一時(shí)間明確了探測(cè)方案，與科學(xué)家們達(dá)成共識(shí)。出月午后，駕駛員們便控制“玉兔二號(hào)”開始實(shí)施探測(cè)。

第一步要轉(zhuǎn)到探測(cè)航向，駕駛員們像往常一樣發(fā)送指令后便盯著遙測(cè)等轉(zhuǎn)向到位。然而意外出現(xiàn)了，“玉兔二號(hào)”的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)判斷左前輪超限，只轉(zhuǎn)了5°便退出了轉(zhuǎn)向模式，停在了原地。先前在第9月晝的科學(xué)探測(cè)期間也出現(xiàn)了這個(gè)情況，駕駛員們緊急檢查“玉兔二號(hào)”工況，確認(rèn)一切正常，對(duì)“玉兔二號(hào)”的車輪進(jìn)行回零控制后也未發(fā)現(xiàn)異常。

駕駛員們決定實(shí)施第二次轉(zhuǎn)向控制，這次轉(zhuǎn)向順利，探測(cè)完成，科學(xué)家們?nèi)缭溉〉昧俗銐虻奶綔y(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步揭開撞擊坑和探測(cè)物質(zhì)的神秘面紗。

一波三折遇“龍?zhí)丁?/p>

上個(gè)月晝駕駛員們經(jīng)過(guò)縝密計(jì)算，大膽決策，最終控制“玉兔二號(hào)”碾過(guò)深坑，登上高崗，來(lái)到安全的“休眠”點(diǎn)。

站在高崗上的“玉兔二號(hào)”“一覽眾山小”，“休眠”前“玉兔二號(hào)”對(duì)周邊地形進(jìn)行了感知。駕駛員們發(fā)現(xiàn)，“玉兔二號(hào)”北側(cè)有一個(gè)全新的“景點(diǎn)”——直徑約9米的大型撞擊坑，坑緣西北位置還有一個(gè)“介紹牌”——直徑30厘米的石塊，彰顯著這個(gè)撞擊坑的不同尋常之處。

這個(gè)前所未見的地形引起了駕駛員們的注意，大家饒有興趣地猜測(cè)著撞擊坑的成因，最終將解謎目標(biāo)鎖定在這顆突兀的石頭上，決定走近它，去讀取其背后隱藏的故事。

駕駛員們利用“玉兔二號(hào)”的“休眠”時(shí)間，對(duì)獲取的圖像進(jìn)行了縝密分析。“玉兔二號(hào)”距離石塊20多米，最少要移動(dòng)3步才能接近，可見的近處雖然沒有太多深坑，但坑邊的地形并不可知，只能從月面趨勢(shì)圖上看到一片崎嶇之地。大家心里都有些不安，為此最終決定在確?！坝裢枚?hào)”安全的前提下慢慢地向撞擊坑西側(cè)繞行，逼近石塊。

“玉兔二號(hào)”喚醒后，經(jīng)過(guò)兩步的移動(dòng)，在駕駛員們的控制下對(duì)撞擊坑進(jìn)行了彩色成像。

圖像中幽深的撞擊坑底，石塊密布，隆起的坑沿在外側(cè)形成了天然的屏障，周邊散落的石塊如巨石陣一樣。此前，科學(xué)家們?yōu)椤坝裢枚?hào)”在第三月晝探測(cè)的石塊命名為“奇緣”，這次駕駛員們?yōu)檫@個(gè)深坑命名為“龍?zhí)丁薄Ｗ怨牌婢岸嚯U(xiǎn)境，“龍?zhí)丁币膊惶摯嗣?。果不其然，預(yù)定目標(biāo)的探測(cè)路線上石塊和深坑特別多，且目標(biāo)區(qū)域坡度高達(dá)12°，如果繼續(xù)行駛則“玉兔二號(hào)”的安全將難以保障，無(wú)奈只能舍棄那塊石塊，退而求其次，繼續(xù)向西北移動(dòng)，待月午后對(duì)撞擊坑西南側(cè)的小石塊進(jìn)行探測(cè)。

月午時(shí)，駕駛員們?cè)诃h(huán)拍獲得的地形產(chǎn)品上取得了目標(biāo)石塊的坐標(biāo)，據(jù)此計(jì)算出“玉兔二號(hào)”應(yīng)該轉(zhuǎn)到的位置和偏航角，確認(rèn)路線安全后就可以按照設(shè)計(jì)路線對(duì)石塊進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)撞擊坑近距離成像了?！坝裢枚?hào)”駕駛員們經(jīng)過(guò)前面20多個(gè)月晝的探測(cè)與規(guī)劃，現(xiàn)在對(duì)這一系列流程可謂輕車熟路，移動(dòng)一步便抵達(dá)了預(yù)定探測(cè)位置。經(jīng)過(guò)測(cè)算，目標(biāo)石塊完美進(jìn)入紅外成像光譜儀的探測(cè)視場(chǎng)。

此次探測(cè)中，“玉兔二號(hào)”不僅再次獲取了月球背面新生的撞擊坑濺射物蘊(yùn)藏的密碼，而且第一次使用導(dǎo)航相機(jī)將一個(gè)大型撞擊坑的完整地形記錄了下來(lái)。此外，駕駛員們還第一次使用3D軟件制圖，讓“龍?zhí)丁钡娜暗靡粤Ⅲw地呈現(xiàn)在大家面前。未來(lái)的日子里，“玉兔二號(hào)”將在月背之路上一往無(wú)前，為人類科學(xué)探索乘風(fēng)破浪、披荊斬棘。

（本刊節(jié)選）

〔本刊責(zé)任編輯? ?袁小玲〕

〔原載北京科技出版社《月背征途》〕