从古至今

　　九天揽月一直是中华儿女的美好梦想

　　从最初的嫦娥奔月传说

　　到望远镜观测月球

　　再到探月行动进入空间探测阶段

　　我们一直在努力

　　认识月球、奔向月球、找寻月球的秘密

　　中国的探月计划分为三大步骤：

　　探：无人探月

　　登：载人登月

　　驻：长久驻月

　　其中探月部分便是目前实施的“嫦娥工程”，又可分为“绕”“落”“回”三个阶段。一期工程“绕”启动于2007年，是由嫦娥一、二号完成，详细介绍戳这里：Lesson 1 | ?嫦娥奔月的故事（一）；二期工程“落”由嫦娥三、四号携玉兔车完成，于2013年启动；三期工程“回”于2019年启动，由嫦娥五、六号完成，降落到月球表面后还需采集土壤与岩石样品带回

 

　　2013年12月2日，嫦娥三号升空

　　长征三号乙运载火箭从西昌发射中心成功发射

　　2013年12月6日，飞行至月球轨道

　　开展第二个阶段“落”

　　Chapter 1 让她降落

　　12月6月，嫦娥三号抵达月球轨道

　　开展降落任务

　　12月14日，嫦娥三号探测器已经旅行12天

　　即将怀抱中国的第一艘月球车“玉兔号“到达终点站月球

　　随着降落程序启动

　　在没有大气，充满未知的月球环境中

　　嫦娥三号即将着陆于月球

　　为了能让嫦娥三号“落”得安全，嫦娥二号已经为三号的平稳着陆打了“前站”：它用CCD立体相机对虹湾进行了局域超高分辨率立体成像，获得了分辨率约为１米的图像。尽管如此，要想平稳安全的降落在一个未知的区域，仍然充满着挑战

　　下图是玉兔号拍摄到的着陆地点周围环境，可以看到月球表面布满大大小小的石头，路面凹凸不平

　　新华网曾有一篇名为“黑色720秒”的报道，讲述了嫦娥三号月球探测器从15公里高度降落至月球表面惊心动魄的这12分钟。这位重达3780公斤的仙女，要完全依靠自主控制，完成降低高度，测距，测速，选择着陆点，自由落体着陆等一系列动作。在这期间，地面人工干预的可能性几乎为0

　　1. 首先解决降落高度问题

　　在下降过程中，微波测距仪和激光测距仪分别对月面发出信号，不断的测出到月球表面的距离，宛如一个高性能的倒车雷达，指引着嫦娥三号平稳着陆。微波测速敏感器和加速度计不断地工作，用于计算相对速度

　　2. 一边下落一边观测

　　虽然之前嫦娥二号对降落区域“虹湾区域”进行了观测，但是说到具体的降落点，有没有坡，陨石坑，石头等障碍物，还需要嫦娥三号自己判断。在下落到100米距离时候，她像直升机一样停在了空中，激光三维成像敏感器开机，采集月面图像，科学家们设计的是：如果探测器觉得这块区域不好下落，就会打开水平机动助力器，一边下降，一边平移，寻找更好的着陆点

　　3. 安全着陆

　　当着陆器下降到3米左右时候，发动机关机，在月球引力的作用下，以自由落体的方式，安全着陆在月球妈妈表面

　　中国成为第三个在月球表面展开天文探测的国家

 

　　Chapter 2 那年那兔

　　我国嫦娥三号月球探测器

　　由着陆器和巡视器（月球车）共同组成

　　在我国首辆月球车全球征名活动中

　　近65万网民投票“玉兔”号

　　这辆月球车“玉兔号“长1.5米，高1.1米，宽1米，140千克重，有6个轮子，她将进行实时的视频传输和挖掘与分析土壤样品。是中国第一个在外星球进行巡视勘察的机器人，可以在月球上累计行驶10千米，设计寿命为3个月

　　它有一对金光闪闪的翅膀，是用来获取和保存太阳能的电池帆板。在凹凸不平的月球表面，它将用6个轮子慢吞吞地爬行，展开工作。她还搭载着四台载荷，执行着多种科研任务。其中，着陆器上的月基光学望远镜是由中科院国家天文台和中科院西安光机所共同研制，巡视器上的全景相机由中科院西安光机所研发而成

　　在设计之初，“玉兔号”月球车的预计寿命只有3个月，也就是她早在2014年就该退役。然而勤勉的小兔子却让所有人刮目相看，超期服役，在月球总共工作972天。这一数据创下当时月球工作的最长记录。它却在这两年里的数次“休眠”与“被唤醒”中一直正常运转到2016年

　　*图片来源于网络，作者见水印，如有侵权，烦请告知

　　2016年7月，“月球车玉兔”发了最后一条微博，和大家最后一次说了晚安，直到2020年的今天，仍不断有网友给月球车这只小兔子留言，和她聊天，告诉她身边发生的一切

　　玉兔号月球车走出着陆器一段距离后，用全景相机与着陆器互拍，着陆器上鲜艳的五星红旗定格成为永恒，成为嫦娥三号任务圆满成功的见证。随后，巡视器“告别”着陆器，开始月面测试工作，并前往更远的区域继续月面巡视勘察。中国科学院西安光机所研制的全景相机也随巡视器对月面开展巡视勘察，获取月表巡视区的三维光学图像，用于巡视区地形地貌、撞击坑及地质构造解析和综合研究。可以说是玉兔号的“眼睛”

　　全景相机是一套双眼视觉系统，用于获得目标高清晰图像和距离信息，具有全景成像、辅助导航等多种功能。它安装在月面巡视器桅杆上，采用“双目立体视觉”原理，两台相机相当于人的两个眼睛，从两个视角获得目标区的两幅二维图像组成1个立体像对。它利用月球车桅杆360°的旋转和90°的俯仰获得周边多幅图像，通过图像拼接获得巡视区的全景图像

　　中国科学院西安光机所研制的相机曾在嫦娥一号、嫦娥二号任务中拍摄出世界最全最清晰月面图，但与以往所使用的相机相比，嫦娥三号全景相机拥有了环境适应性强、彩色成像、分辨率高等多个特点

　　1. 环境适应性强

　　由于全景相机跟随玉兔车在月表面展开工作，克服月面昼夜温差较大的恶劣环境的影响显得尤为重要，全景相机采用独立的温控措施，白天零上100多度的时候，相机上有一层特殊的膜，可以把热量散发掉。夜晚零下100多度，相机收起来，加热到零下50度。通过采取独立温控设备，全景相机可在零下50度到零上75度温度范围内生存，在零下20度到零上50度温度范围内开展工作

　　2. 彩色成像

　　嫦娥一号、嫦娥二号中，由于是远距离拍照，看月表基本看不到彩色，因此以往探月工程中，所拍摄的照片均为黑白色。 但在嫦娥三号任务中，首次使用了彩色成像技术，地表一些石头、岩石等都是有颜色的，有的发红，有的发黑。这还是我国月球探测中首次使用彩色成像技术

　　3. 分辨率高

　　在月表由于太阳光源位置相对比较复杂，加之全景相机是360度旋转，全景相机必须要适应不同光照条件拍摄环境。所以相机采取两种曝光模式和大光圈设计技术，使得图像呈现成像范围广、分辨率高的特点。相机采取大光圈设计，可以实现从3米到无穷远的清晰成像，基本覆盖了从月球车脚下到月球边际的范围，在近距离观测时可以实现毫米量级的空间分辨率

　　现在嫦娥三号已经完成了她的任务永远待在了月球，嫦娥四号也在2018年12月飞入了太空之中