嫦娥四号着陆月背四周年科学成果丰硕

戚铁磊 金霄 /文

2019 年1 月3 日10 时26 分,嫦娥四号探测器实现国际首次月球背面软着陆，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4 日，“玉兔二号”月球车与着陆器成功分离，分别开展科学探测；1 月11 日，两器完成互拍成像，地面接收图像清晰完好，中外科学载荷工作正常，探测数据有效下传，搭载科学试验项目顺利开展，达到工程既定目标，标志着嫦娥四号任务取得圆满成功。

截至2023 年1 月3 日嫦娥四号着陆月背四周年之际，嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车两器已经历50 个月昼月夜考验，在月面工作1461 个地球日，“玉兔二号”月球车在地质条件复杂的月球背面累计行驶1455.2 米。4 年以来，对外发布各级科学数据超过940.1GB，取得一系列重要科学发现，中外科学家团队持续开展研究。

技术创新护航月背征途

完成月球背面崎岖环境条件下的高精度软着陆探测。月球背面地形复杂崎岖，可选着陆区面积仅有嫦娥三号的5%左右。为此，科研团队开发了基于近月制动和环月修正双层迭代的轨道联合控制方法，具备了多发射窗口下“定时定点”着陆在同一狭小区域的能力；同时，为解决航迹起伏高达7 公里的安全着陆难题，设计了一种接近垂直降落的动力下降控制法，最终实现了着陆点自主选择和精确避障。实现地月之间连续可靠的中继通信。研制了用于深空的轻小型、长寿命中继星和耐低温的轻质、高增益、大口径中继天线，实现零下235 度极低温环境下的安全运行和精确指向控制；摸索出了使命轨道构型和轨道捕获方法，解决了中继星对月球背面探测器全时段稳定中继通信难题。

科学成果揭开月球背面神秘面纱

定点探测

四年以来，嫦娥四号任务原创性成果丰硕，意义重大。根据各科学载荷所取得的数据，科研团队重构了嫦娥四号月面下降轨迹，对着陆点进行了精确定位；获取了着陆区形貌、构造、成分等地质信息，以实验证据证明月球背面南极-艾特肯盆地(SPA)存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质，对揭示南极-艾特肯盆地地质演化乃至月壳早期演化历史、月球深部物质结构及形成机理等科学问题具有重要价值；实现了巡视区月壤分层结构的高精度成像，揭示了月壤分层结构的形成机理；获取了大量中性原子、月表中子与辐射剂量及低频射电频谱等探测数据，并取得了初步分析结果。基于上述科学研究成果，嫦娥四号任务核心科学家团队已在《Nature》《Science》《国家科学评论》等国内外期刊陆续发表140 余篇高水平论文，产生重大学术影响。

车辙探测