“嫦娥”和“玉兔”的工作揭秘并通过UHF联系

落月后，“嫦娥”和“玉兔”怎么联系？专家介绍，科研人员为它们建立了UHF频段通信链路，有些类似陆地上的“WIFI”。

“嫦娥”还将做此前历次探月尚未做过的事情——白天在月亮上看星星。此外，“玉兔”将按照月球节奏，工作半个月休息半个月。

工作揭秘

1、两器互拍以观测各自状态

为何要进行“嫦娥”“玉兔”间的互拍？航天专家庞之浩表示，之所以要这么做，是通过互拍向全世界表明中国的两个月球探测器确实踏踏实实在月面着陆，并且工作了。

探月工程总设计师吴伟仁称，两器互拍有很多重要的意义，除了证明探测器确实在月面着陆外，还要观测自身的状态，“很多航天器和卫星发射了以后自己看不到自己，我们之前发射了一个伴星就是为了看天宫一号，因为自己有很多状态需要确认。”

吴伟仁称，一般航天器身上的相机看不到自己的全景，这时就需要从其他角度对其进行拍摄。比如会出现的情况是月球上的尘土会不会落在探测器上的相机上，“这些我们并不清楚，所以需要另一个相机对应拍摄。”吴伟仁说。

2、全景相机3米内能拍米粒

为实现更好的拍摄效果，肩负重任的地形地貌相机和全景相机都能拍彩照。“嫦娥”上的月球地形地貌相机只有620克重，但这个小相机拍摄距离是5米到无穷远，拍摄速度可达到每秒10张，还可以拍摄动态图像，所拍视频的效果和监控摄像头差不多。

“玉兔”携带的相机叫全景相机，是一对儿，相当于两只眼睛，安装在巡视器桅杆上，可360度旋转和90度俯仰拍摄周边图像。

全景相机的拍摄范围是3米到无穷远，可谓“眼里不容沙子”，3米之内有个小米粒都逃不过它的眼睛。但全景相机并不是通过一张照片就把着陆器完全拍下来，而是要拍几十上百张图片，再拼接出整个着陆器的外形来。

3、6轮摇臂车更易调整重心

什么是摇臂？航天专家庞之浩介绍，月球车在遇到地形不平的情况下通过摇臂能够调整重心。那为什么用滚轮行驶，而不是履带或其他形式？为什么是6个轮子？庞之浩解释说，这样相对科学高效。

庞之浩介绍，玉兔号月球车的轮子是网状的，一边行驶一边可以把沙子漏掉，如果遇到坡，小坡可以爬过去，大坡要绕着走。履带虽然爬坡能力比较强，但也比较沉，运载火箭的压力就会比较大，发射成本也更高。

庞之浩还提到，苏联的月球车是8个轮子，美国的载人月球车是4个轮子，现在六个轮子的比较多，因为遇到障碍或路面不平时，如果两个轮子悬空还能保障行走。

4、两器之间“WIFI”联系

落月后，“嫦娥”和“玉兔”之间怎么联系？除了通过地面“打长途”，科研人员还为二者之间建立了UHF频段通信链路，有些类似陆地上的“WIFI”。

嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲介绍，通俗讲，这是两器之间的无线链路，通过无线电进行数据传输，而且是单向的，由“玉兔”把数据传给“嫦娥”。这是中国首次在地外天体表面开展器间通信，UHF接收机主要功能是接收并解调巡视器向着陆器发送的遥测数据及科学探测数据，这也是中国第一台月面无线通信接收设备。

因为月球表面大量的月尘对信号传输会有干扰，因此UHF频段发射出的信号极强，能穿透浮尘直达月面。

5、缓慢移动防止扬起月尘

乘坐阿波罗号登月的宇航员曾这样描述月球：月亮上没有风，月尘扬起后，会长时间悬浮在半空中落不下来。

月尘带有静电，容易吸附在巡视器表面或侵蚀巡视器的活动部件，因此防尘密封圈就变得格外重要。由于月尘直径不足1毫米，甚至只有几微米，因此必须把密封圈的尺寸做到恰到好处。研制人员足足花费两年才找到合适的配方，他们对设计出来的每一种配方都进行了高温压缩永久变形测试、压缩耐寒系数测试、耐热空气老化测试等多项测试后，终于确定下来。

航天专家称，做设计的时候就对月尘有所考虑，之所以让探测器缓慢的移动，就是怕月尘扬起较高的高度。同时，探测器和着陆器上的相机高度都比较高，也可以有效防护相机被月尘所遮盖。

6、“嫦娥”将白天看星星

嫦娥三号将做一件此前历次探月尚未做过的事情，那就是在月亮上看星星。着陆器携带的紫外月基光学望远镜，将承担月基光学天文观测的科学任务，这是人类首次实现依托地外天体平台开展自主天文观测。

西安光机所月基光学望远镜副指挥杨建峰介绍，在地球上看星星必须在夜深人静、杂散光很少的时候，但在月球上由于夜间无光、无电，设备基本都处于休眠状态，因此必须在白天看星星。而白天太阳照射光线强烈，星星看上去比较弱，但月基光学望远镜克服了这一环境。

月基光学望远镜副主任设计师阮萍介绍，这架望远镜重达10多公斤，可实现对同一目标的长期连续观测，也可扫视深空，实现对不同天区的观测。

在月亮上看星星有什么优势呢？阮萍介绍，一是月球自转比地球缓慢，自转一周需要27天多，长时间自转就可实现对一个目标长达300多小时的持续跟踪，可以得到更多的数据；二是月球表面没有大气干扰，月基光学望远镜在近紫外波段工作，地球上无法实现次波段的深空观测。

7、两器上国旗为特殊材质

据嫦娥三号官方微博介绍，嫦娥三号携带的中国国旗可不简单，需要用特殊材质，才能保证高低温都不会坏掉，而且还不能做得很大。

着陆器和月球车身体上都印着一幅五星红旗，当月球车驶上月面后，将行驶到着陆器周围多个不同位置，月球车用全景相机，进行互拍，这也是五星红旗第一次出现在地球以外的天体上。

有报道称两器互拍时，将拍下对方身上的五星红旗。对此专家澄清说：首次互拍只有着陆器可以拍到“玉兔”身上的国旗，而着陆器的国旗贴在另一面，要待月球车环绕180°后，才能到达着陆器正南方，拍下另一面国旗的图像。

网络对话

“玉兔”每月工作半个月

昨天，中国科学院地球化学研究所研究员刘建忠在嫦娥三号官方微博上解答网友提出的各种问题，解答嫦娥“三姑娘”和“玉兔”月球车的工作计划和工作状态。

网友：嫦娥三号会从月球表面拍摄我们美丽的地球吗？

刘建忠：如果条件合适的话，应该会拍摄。

网友：月球不是半个月黑夜半个月白天吗？玉兔号就只能休息半个月工作半个月吗？

刘建忠：是这样的，休息半个月，工作半个月。

网友：为什么嫦娥三号和玉兔号探测器带的是相机？为什么不带摄像机上去呢？

刘建忠：携带的相机有照相和摄像两种模式，到需要的时机会通过地面指令切换其工作模式。

网友：玉兔号会采集月壤进行研究吗？

刘建忠：确切地说，玉兔号将对月球表面的土壤和岩石进行研究。主要包括两个方面内容，第一就是要对它的物质成分进行探测，利用玉兔号所携带的红外成像光谱仪和粒子激发X射线谱仪来完成；第二就是要对它的结构进行探测，利用测月雷达来完成。

网友：这次我们会采月球的土壤返回么？

刘建忠：这次不会进行采样返回，采样返回是探月工程三期的任务。