如何在地球接收38万公里外的月球“悄悄话”？

2030年前实现载人登陆月球，为实现这一目标，我国科研人员正在研制新火箭、新飞船、新的载人月球车等一系列新装备。这些新装备各自承担什么任务、有哪些本领，未来载人登月的方案流程是怎样的？我们一起了解一下。

(相关资料图)

用于载人登月的新一代载人运载火箭被命名为长征十号，负责将月面着陆器和登月飞船送入地月转移轨道，它高度约92米，起飞质量约2187吨，起飞推力约2678吨，预计在2027年具备首飞条件。

航天科技集团一院原长征二号F运载火箭总设计师 容易：目前各项研制工作正在有序快速推进过程中，芯级直径5米，捆绑的是5米直径的助推器。所以它未来的奔月轨道的运载能力是27吨，比长征五号还要提高3倍多。

新一代载人飞船：全面升级的新型天地往返运输飞行器

新一代载人飞船是在神舟飞船基础上全面升级研制的新型天地往返运输飞行器，采用模块化设计，由返回舱和服务舱组成。到达月球后，将由月面着陆器将航天员送达月面。

月面着陆器：可搭载两名航天员往返

月面着陆器是我国全新研制的地外天体载人下降与上升飞行器，由登月舱和推进舱组成。主要用于环月轨道和月球表面间的航天员运输，可搭载2名航天员往返，并可携带月球车和科学载荷。

载人月球车：两名航天员可乘月球车开展月球采样

月面着陆器到达月面后，航天员将乘坐月球车，在月面开展工作。载人月球车重约200公斤，可搭乘两名航天员，航天员将乘着月球车在10公里的范围之内开展月球采样。

载人登月初步方案：两次发射 两个航天器在环月轨道交会对接

目前，我国载人登月的初步方案是：首先发射月面着陆器，月面着陆器在环月轨道停泊等待，然后再发射新一代载人飞船，飞船与着陆器在环月轨道交会对接。航天员从飞船进入着陆器。

载人登月初步方案：航天员进入月面着陆器落月 开展月面活动

着陆器与飞船分离后下降到月面，航天员开展月面活动。之后，航天员乘坐着陆器起飞上升与飞船对接，航天员进入飞船。飞船与着陆器登月舱分离后，返回地球。

亚洲最大单口径天线

接收月球“悄悄话”

月球离我们有38万公里的距离，大约相当于九个半地球赤道周长的长度，“玉兔二号”从月球上获取的信号在传回地球的过程中，会随着距离的变大而衰减。

为了捕捉到这些珍贵而又微弱的信号，研制团队用上了一个亚洲最大的天线。这个天线可不是一根线，而是一口"大锅"。

如何在地球接收到月球传回来的数据呢？靠的就是这一台像“锅”一样的设备，它叫做70米口径全可动天线。虽然看起来像一口锅，但这样的构型能帮助它更好地收集数据。

中国科学院国家天文台工程师 薛喜平：咱们现在所在的位置就是国家天文台武清地面站，它（天线）是方位360度可动，俯仰90度可转动，也就是说只要是地平线往上的目标，我们都可以观测到。月球接收回来的图片、视频，还有很多的科学数据，都会用到这个天线。

这口“锅”这么厉害，那“锅”里面长什么样？今天我们就一起走到“锅”中看一看。

70米口径天线 面积相当于10个篮球场

在这个70米口径天线的内部，第一感觉就是非常大。天线所采用的反射面板，它的面积有4560平方米，相当于10个篮球场的大小，天线的高度有72米，重量有2700吨，主要承担探月、探火等深空探测任务的数据接收。

中国科学院国家天文台工程师 薛喜平：咱们天线采用主反射和副反射联合起来工作的一个方式，现在咱们脚踩的叫主反射面，头顶圆盘叫副反射面。卫星下来的信号首先是射到主反射面，再汇聚到副反射面，然后副反面再反射到馈源，就进到我们传输设备里头，是二次反射。

为什么要用几次反射来收集这个数据？

二次反射主要是为了提高接收效率，还有一个好处就是可以把馈源这个设备做在下面，如果是一次反射，这一堆设备我都要挂在天上，这样负担就比较重，而且设计比较困难。

馈源什么样？

中国科学院国家天文台工程师 薛喜平：我们现在在天线的馈源舱，锥状的叫馈源喇叭，然后信号进到制冷接收机。为了提高天线的接收灵敏度，它里边充的是氮气，温度只有零下265摄氏度，降低我们天线设备自身产生的噪声干扰。然后通过这些电缆传给底下机房。

遥远的数据已经接收到了，现在就要将这些数据变为看得懂的信息。在天线的旁边就是数据处理的工作室。

中国科学院国家天文台工程师 薛喜平：这个是用来做信号判断的，凸起的地方就是信号所在的地方。整个工作流程都是全自动化运行的，天线根据自己的时间节点去控制各个设备，达到它正常的工作状态。

从月球接收的数据

如何变成月面照片？

38万公里外的信号接收成功了，但这还只是其中的一个环节，下一步就是要把我们看不懂的数据，解码变成看得懂的月面照片。数据是怎么变成照片的呢？我们一起去处理月球科学数据的国家天文台，一探究竟。

这张照片是玉兔二号月球车在月球背面工作的第59个月昼拍摄的，这些陨石坑是科学家最喜欢的月球地貌之一，陨石坑还可以挖掘出月球深部物质。从照片中可以看出来，如果陨石坑边缘附近存在颗粒状的凸起石头，就说明这个陨石坑还没有被完全风化，形成的年份比较新，月球车可以去分析新鲜的岩石成分，来获得科学家感兴趣的科学数据。虽然照片看着非常清晰直观，但这些照片最初接收到的状态却是一串串数字。

武清站从“大锅”接收下来全是数字？

嫦娥四号任务地面应用系统主任设计师 付强：是这样，我们把各载荷数据从这个数据流里面提取出来，然后形成科学数据，我们进一步处理之后，就会形成各类的图像数据和各类的探测数据。它不一定能真实地反映它的色彩，我们在处理过程中是要对这个图像进行色彩的一系列校正。

这是有一定的工作量的，现在嫦娥四号从工程进展上一直都很顺利，我们可以拿到大量的图像，所以说每天都要面对这些新的数据。