玉兔二号 （英文名Yutu-2）是 嫦娥四号 工程探测器系统中的巡视器（俗称月球车 ），用于在月球背面对月表及浅层结构的地理、地质性质开展巡视探测与研究。
巡视器全长1.5米，宽1.02米（休眠模式），高1.1米 ，发射质量135 千克 。搭载 全景相机 、红外成像光谱仪、 中性原子探测仪 和测月雷达共计4台有效载荷，用于科学探测。
玉兔二号巡视器与 嫦娥四号探测器 着陆器组合体于2018年12月8日发射，2019年1月3日10时26分着陆于 月背 预选区域，并于当日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离，首次实现月球背面着陆，成为中国航天事业发展的又一座里程碑。 玉兔二号在月球探测史上首次实现月球背面巡视探测。 在月表矿物、月表及浅层地质环境等方面取得多项科研成果。
研发历程
研制背景
1995年， 国家高技术研究发展计划 航天领域专家委员会针对“我国开展月球探测的必要性和可行性研究”课题展开论证工作，阐明了 中国 探月的任务目标。2000年8月， 中国科学院星 评审通过“月球探测 卫星 科学目标及载荷”，正式确定探月工程一期的科学目标。
2001年12月，国防科学技术工作委员会（现为 国家国防科技工业局 ，简称 国防科工局 ）组织专家对探月工程一期——绕月探测展开综合论证。 2004年1月23日， 国务院 正式批准实施探月工程一期。 2007年10月24日， 嫦娥一号 发射，实现绕月探测目标。
探月工程二期的核心任务是月面软着陆和无人巡视勘察。2010年10月1日， 嫦娥二号卫星 作为 先导 星发射入轨，开展多项技术验证和拓展试验。2013年12月2日， 嫦娥三号探测器 发射，于12月14日落月并开展月面巡视勘察，取得多项工程和科学成果。
研制过程
嫦娥四号探测器 是 嫦娥三号 探测器的备份。嫦娥三号任务成功后， 国防科工局 组织 嫦娥四号 方案任务调整论证工作，将这一备份航天器用于探月工程四期的第一个任务——软着陆在月球背面，开展就位探测和巡视探测。 工程总投资约为一公里地铁的造价。
嫦娥四号任务于2016年1月获批实施 ，分为两次发射任务：先发射中继星，再发射着陆器巡视器组合体（简称着巡组合体）。
着巡组合体的研制由 国防科工局 下属的探月与航天工程中心抓总实施。其中， 中国空间技术研究院 和 上海航天技术研究院 承担巡视器和着陆器的研制与生产任务； 中国科学院 、 中国航天科技集团 相关单位负责有效载荷系统的研制和生产。 作为我国首个 月背 探测项目， 国防科工局 积极邀请高校与国际科研力量加入，力求一次发射、多方获益。 嫦娥四号探测器 着巡组合体搭载有4个国际科学载荷，由 沙特阿拉伯 、 荷兰 、 瑞典 和 德国 分别研制；还搭载了3个科学技术试验项目，由 哈尔滨工业大学 、 中山大学 、 重庆大学 等国内高校分别研制。
研制团队
命名
2018年8月15日，探月与航天工程中心启动“嫦娥四号 月球车 全球征名活动”。截至9月5日报名截止日，社会民众共提交名称42945个。这些名称既体现了民众对 中华民族 文化的喜爱和传承，如天狗、 后羿 ；也展现了 中国 探月“追逐梦想、勇于探索”的理念和追求，如远征、追月；还体现出民众对中华民族伟大复兴的祝福和期望，如复兴、光明等。
经过评委会的函审筛选和初审评审，选出“逐梦、光明、玉兔二号、探索、征途、精灵、无畏、 望舒 、行者、金兔”10个入围名称。根据网络投票结果，评委会最终确认“玉兔二号”这一名称。 嫦娥四号探测器 落月当天， 国家航天局 公布征名活动结果：巡视器被命名为“玉兔二号”。
基本设计
总体设计
玉兔二号巡视器采用轮式 摇臂 悬架行走机构，由 太阳能 电池板 供电；安装在 桅杆 顶端的导航相机同安装在车体前部的避障相机协同配合，保障巡视器在月面安全行驶；安装在桅杆中部和车体后部的天线用以保障测控通讯和数据传输；以 同位素 热源和两相 流体 回路为代表的热控设备确保巡视器在合理温度下运行。
分系统设计
结构与机构分系统
由结构部分和机构部分组成。结构部分提供支撑和连接功能，承受巡视器静态和动态时的外力。机构部分包括桅杆和 太阳翼 的机械部分。桅杆由展开机构、偏航机构、俯仰机构、桅杆体和 云台 等组成， 全景相机 、导航相机均安装于云台， 定向天线 安装于桅杆。 桅杆 展开后，三者可通过桅杆的二自由度定位，完成指向操作。太阳翼的机械部分负责支撑和转动太阳翼。
综合电子分系统
由中心 计算机 、移动机构控制与驱动、遥控和遥测等模块组成。负责遥测、遥控、程控、热控、数据管理、器上时间基准等工作。
制导导航与控制分系统
主要由2个导航相机、2个避障相机、2个 太阳 敏感器、 激光 点阵器和 惯性测量单元 组成。导航相机用于拍摄周围环境图像；避障相机以固定角度安装，可看到前轮范围内的障碍物，和激光点阵器配合完成激光探测避障移动、自主规划避障移动等精准移动操作。
测控数传分系统
由X频段测控设备及天线、UHF频段器间 通信设备 及发射天线等组成，主要功能是与着陆器、中继星或地面测控站建立测控信道，接收指令并向地面发送遥测数据。
移动分系统
包括差动机构、 摇臂 、车轮、行进与转向驱动机构等。巡视器的6个车轮都有独立的驱动电机，其中前后4个车轮带转向功能，可进行 原地转向 和行进间转向。
电源分系统
包含 蓄电池 、 太阳翼 、唤醒负载及电源控制器，为巡视器提供能源。唤醒负载使玉兔二号能够自主退出休眠模式，提高其自动化运行能力。
热控分系统
主要包括热控 涂层 、多层隔热组件、薄膜 加热器 、 热敏电阻 、两相 流体 回路、 同位素 热源等。通过对流、加热、隔热和辐射等多种形式，调节巡视器的温度，使其处于适宜的工作环境。
主要参数
玉兔二号巡视器设计寿命3个月；全长1.5米，宽1米， 高1.1米（桅杆升起后，全景相机距地面高度1.5米） ，质量135 千克 ，能源为 太阳能 ，能够耐受月球表面真空、强辐射、零下180 摄氏度 到零上150摄氏度极限温度等极端环境；具备20度爬坡能力，越障能力20厘米，时速可达200米/时 。
载荷仪器
玉兔二号搭载有 全景相机 、红外成像光谱仪、 中性原子探测仪 （ 瑞典 研制）和测月雷达共计4台有效载荷，用于科学探测。
全景相机 用于高 分辨率 三维立体成像，由两台间距为270毫米的相机组成，用以模拟人类立体视觉。探测范围覆盖巡视器前轮下方到月球 地平线 。测月雷达有两个通道，工作主频段分别在60MHz和500MHz，对应空间分辨为10米和0.3米，探测深度分别约50米和500米。高频通道用于探测月壳浅部 月壤 及其下伏溅射物的高分辨结构， 低频 通道用于探测月壳深部溅射物和 玄武岩 等分层结构。 红外成像 光谱仪 可获取巡视器前方0.7米处月表物质的精细光谱信息。
技术亮点
月夜休眠与月昼唤醒
玉兔二号各分系统均有一定的工作温度范围，当环境温度高于或低于工作范围时。巡视器会在地面配合下进入休眠模式。
月夜来临前，巡视器会根据地面设置的预定策略选择休眠点。到位后进行姿态设置：车头朝南，固定侧 太阳翼 朝东。月面温度降至一定数值时，地面启动位于巡视器车尾的 同位素 热源，为整器供热。月夜降临后，巡视器会进一步改变状态——回收 桅杆 、闭合活动侧太阳翼，彻底进入休眠模式。
月昼开始后，巡视器的固定侧太阳翼在达到预定发电功率后启动唤醒负载，完成如下动作：接通电源、启动中心 计算机 、展开活动侧太阳翼和桅杆、与“ 鹊桥中继卫星 ”中继星自主建立通信。然后由地面驾驶员进行状态设置，恢复月昼工作模式。
月午休眠与唤醒
月昼的“中午”来临时，月面温度达到最高。巡视器进行姿态设置，车头朝西。同时按照地面设置，使其进入最小工作模式。待月面温度降到适宜温度，地面设置玉兔二号退出最小工作模式，恢复月昼工作模式。
任务规划
任务目标
工程目标
研制并发射月球巡视器，在国际上首次实现在月球背面巡视探测。
科学任务
一、月球背面探测任务包含矿物组成、月表形貌特征及浅层结构的探测与研究。具体通过着陆器搭载的地形地貌相机、巡视器全景相机等设备，对月球背面着陆区及巡视路径开展高精度成像工作，分析该区域撞击坑分布特征，以完善月球地质演化模型。
二、在月背开展中子辐射剂量、中性原子等月球环境要素的试验性探测与研究。
运载火箭
嫦娥四号 着巡组合体由 长征三号乙 运载火箭 发射。这是一种捆绑有四枚助推器的三级运载火箭，起飞质量425.5吨，全长54.8米， 地球同步转移轨道 运载能力为5500 千克 。 这次发射是长征三号甲系列火箭的第95次发射 ，也是该系列火箭承担的第5次探月工程飞行任务。
着陆点规划
嫦娥四号探测器 任务选择月球背面，基于以下三点原因：1.月球背面布满环形山和古老陨石坑，其中预选着陆的南极-艾特肯盆地是 太阳系 最大最深的陨石坑，更接近月球原始状态，可为月球矿物和太阳系起源研究提供丰富的一手资料。2.由于月球自身的遮蔽， 月背 电磁环境纯净，便于开展各类天文观测。3.登陆月背可以推动一系列高技术发展，对国家科技创新起到积极作用。
为确保任务成功，嫦娥四号的着陆区有两个。其中，主着陆区位于 西奥多·冯·卡门 撞击坑内东南区域；备用着陆区位于主着陆区西侧的克雷蒂安撞击坑。
通信测控保障
为保障嫦娥四号与 地球 成功建立通信，中国空间技术研究院研制了“ 鹊桥中继卫星 ”中继星。2018年5月21日成功发射，6月14日成功进入EML-2使命轨道（Halo轨道）。 测控保障由 中国卫星 发射测控系统部负责。
任务经过
发射经过
嫦娥四号探测器 着巡组合体于2018年12月8日2时23分，由长征三号乙遥三十火箭在 西昌卫星发射中心 成功发射。在经历约110小时的地月转移飞行和一次轨道修正后，于12月12日16时45分完成近月制动，进入环月低轨道。
着陆经过
2019年1月3日10时26分，在位于 Von Kármán撞击坑的预选区域（177.6°E、45.5°S）， 嫦娥四号探测器 成功实施软着陆。当日22时22分完成两器分离，巡视器开始月面科学探测活动。
探测经过
自2019年1月3日玉兔二号踏上月面，至2022年12月28日已在月面工作1461个 世界地球日 ，经历50个月昼月夜。玉兔二号在 月背 累计行驶1455.2米。两器对外发布各级科学数据超过940.1GB。
截至2024年9月17日，“玉兔二号”已在月球行走了1613米，完成了在月球背面第71个月昼的工作，累计工作时间达到近5年零9个月，远超三个月的设计寿命，是世界上在月球工作时间最长的月球车。当月，“玉兔二号”传回最新拍摄的月背影像图。
主要成果
2019年5月16日凌晨，《 自然 》期刊在线发表 中国科学院国家天文台 李春来 团队科研成果：他们利用玉兔二号的 可见光 和 近红外光谱仪 探测数据，证明 嫦娥四号 落区 月壤 中存在月球深部物质——以 橄榄石 和低钙 辉石 为主。这是嫦娥四号着陆月背后首次发表重要科学成果。
2020年5月初，《地质》期刊发表题为《 嫦娥四号探测器 发现月球背面南极-艾特肯盆地多种岩石类型》的论文，描述了巡视区发现的 斜长岩 、苏长岩等多种岩石类型，进一步揭示了古老深部月壳的成分特征。
2020年6月23日，中国探月与深空探测网发布消息，对第八月昼期间于新鲜撞击坑中发现的未知物质属性作出分析：研究人员对比 阿波罗 任务样品并进行理论分析后发现，该未知物质为撞击形成的 角砾岩 。可能是附近撞击坑溅射物的撞击熔融角砾岩，也可能是该新鲜撞击坑形成时的撞击玻璃 凝结 角砾岩。
2020年8月26日， 国家航天局探月与航天工程中心 发布消息：通过巡视器的原位探测，科研人员直接测得月球深部物质组成，揭示出月球背面，特别是南极艾特肯盆地复杂的撞击历史。为构建更完善、成熟的 月壤 的形成与演化模型提供关键支持，也为后续的月球 南极洲 着陆和巡视探测选址等工作提供数据参考。
2020年9月24日，中国探月与深空探测网发布消息：通过分析玉兔二号测月雷达获取的浅层结构剖面数据，表明其探测的月面物质来自芬森撞击坑，并非冯·卡门撞击坑自身的充填 玄武岩 ；同时，该雷达剖面还揭示出着陆区曾经历过多期、多次的撞击溅射物堆积和玄武 岩浆 充填过程。
2020年11月10日， 中国 探月与深空探测网发布消息：南极-艾特肯盆地形成时，撞击坑很可能穿透月壳，将月球深层物质带至月面。
2021年1月， 中国科学院紫金山天文台 吴 昭团队发表研究成果：玉兔二号搭载的 可见光 近红外 光谱仪 （VNIS）除了分析矿物成分，还可用于研究月面 热辐射 特性。其中，中红外谱段对水、OH、有机质、矿物存在判断性光谱特征，是探测 地外生命 要素的关键谱段。
2021年7月13日， 中国科学院国家空间科学中心 发布消息：研究人员利用玉兔二号搭载的 中性 原子 探测仪 ，首次在月面成功观测到月球微 磁层 ，揭示出微磁层的形成条件和内部结构。
2021年12月3日，中国科学院国家空间科学中心发布消息：通过研究玉兔二号对新鲜撞击坑物质的 光谱分析 结果，研究人员发现富含挥发分的碳质 小行星 可能仍在为月球提供水源，该类型小行星还可能是目前 地月系 常见的撞击体类型。
2022年1月20日，由国内众多高校组成的研究团队在《 Science Robotics 》期刊发表论文：月球远侧和近侧的表面地质特性存在显著差异。该成果将为 月球车 的改进提供参考。
2022年9月22日， 中国科学院国家空间科学中心 发布消息：通过分析玉兔二号搭载的 中性原子探测仪 数据，研究人员定性给出微 磁层 形成与离子 惯性 长度的关系：离子惯性长度越小，越有利于微磁层形成，遮挡效率也越高。
2023年9月29日，中国传统节日 中秋节 当天，玉兔二号月球车最新路线图公布，并发来了月球风景照。
文化纪念
2019年11月1日，国家邮政总局发行《科技创新(二)》 纪念邮票 。其中一张为 嫦娥四号 “ 全家福 ”——着陆器、巡视器和中继星同框出镜。
2021年1月，由 北京航天飞行控制中心 编写的《月背征途》出版，详细记录人类首次登陆月球背面全过程。
媒体评价
自嫦娥四号工程实施以来，围绕研制过程、发射、落月、巡视勘察等重要节点，主流媒体和权威人士持续发声，给予大量评价。
“中国正在追赶世界先进水平，未来要向航天强国的目标跨越。”——探月工程总设计师 吴伟仁
“ 嫦娥四号探测器 在月球背面成功着陆，是距1968年尼尔•阿姆斯特朗乘坐 美国 阿波罗11号 首次 登月 后，人类半世纪以来在探月方面实现的最大壮举。”——《 韩联社 》
“中国人做了美国人不敢尝试的事情。”——《 纽约时报 》
“创造了世界探月史上新的里程碑。”—— 中央电视台新闻频道 嫦娥四号 任务四周年回顾
“这是 中国 航天 的创举，也是中国送给全人类的礼物。”——嫦娥四号中继星“ 鹊桥中继卫星 ”总指挥、总设计师 张立华
“月球和 火星 探测我们起步晚，需要向先行者、先进者学习，但绝不是亦步亦趋效仿别人，更要敢于创新、敢为人先。”—— 嫦娥四号探测器 总师 孙泽洲
“新版的‘玉兔二号’身体更健壮，应付困难的能力更强。如果将它比喻成一个孩子，虽然外表没有太大变化，但它更成熟了，内功更强了。”—— 嫦娥四号 巡视器总体主任设计师申振荣
“当我看到‘ 玉兔 ’站在荒芜的月球上时，我觉得它像只银白色的天鹅，比什么都美。现在我们的‘玉兔二号’去月球背面了，我们希望它美丽又勇敢，一直走下去，实现中国人的梦想。”—— 嫦娥四号探测器 副总设计师 张玉花
“我们愿在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，同 国际社会 一道，携手推进世界航天事业发展，为推动 构建人类命运共同体 、促进人类文明和社会进步，贡献更多的中国智慧、中国创造、中国力量！”—— 国家航天局 副局长、探月工程副总指挥 吴艳华
“我们过去一直在赶超国际先进水平，赶的东西多，超的东西少。这次月球背面探测，中国人做得很好。”——探月工程总设计师 吴伟仁