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嫦娥四號著陸月球,十大看點(diǎn)告訴你到底有多牛!
關(guān)鍵字: 嫦娥四號探月任務(wù)2019年1月3日10時26分,嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內(nèi)的馮卡門撞擊坑內(nèi),實(shí)現(xiàn)人類探測器首次在月球背面軟著陸。
發(fā)射成功現(xiàn)場(圖源:我們的太空微博)
它對中國探月、乃至整個人類探月,到底有多大意義?本文十大看點(diǎn)為你全方位解讀。
看點(diǎn)一:為什么選擇探測月球背后?
地球上每天都有無數(shù)人舉頭望明月,對著它發(fā)出各式各樣的感慨。但極少有人意識到,從他們第一次看到月亮至今,除了月亮“形狀”(月相)的變化,月球表面的“圖案”其實(shí)從來沒變過,甚至最早人類遠(yuǎn)祖古猿看到的月亮和今人并無區(qū)別。
動圖:NASA的深空天氣探測衛(wèi)星在150萬千米外日地拉格朗日點(diǎn)“定點(diǎn)”觀察而來的月球掠過地球,可以明顯看到月球只有一面對著地球(圖源:NASA)
道理很簡單:
通過億萬年的努力,巨大的地球把月球牢牢得實(shí)現(xiàn)了潮汐鎖定,使它圍繞地球一圈的公轉(zhuǎn)周期完全等于自身轉(zhuǎn)動。從地球上就只能看到當(dāng)初它被固定朝向地球的一面。雖然由于月球天平動和視差現(xiàn)象可以瞥見一小部分背面,但絕大部分都是看不到的。我們稱之為“月球背面”,在一些文藝作品中,還被藝術(shù)得稱為“月之暗面”。需要注意的是,月球背面也能被太陽照到,并不“暗”,只不過人類看不到而已。
看點(diǎn)二:“我選擇著陸月球背后,不是因?yàn)樗唵危且驗(yàn)樗y”
人類月球探測、甚至人類航天的巔峰就是大名鼎鼎的阿波羅登月工程,它留下了載入史冊的三句話:
肯尼迪總統(tǒng)說過兩句:“我們要在這個十年結(jié)束前,把宇航員送上月球,再安全送回來”,“我們選擇登月,不是因?yàn)樗唵?,而是因?yàn)樗茈y”。
經(jīng)過無數(shù)航天人的努力,終于在1969年7月20日,由阿姆斯特朗說出了最著名的那一句:“這是我的一小步,卻是全人類的一大步”。
到中國嫦娥三號時,人類已經(jīng)在月球正面有過20個著陸器,然而背面為0(圖源:Wikipedia)
但是,所有的阿波羅載人任務(wù)、甚至蘇聯(lián)和美國的其他無人著陸月球任務(wù)都集中在月球正面,對這里人類已經(jīng)了解得非常多。現(xiàn)在,不僅頂級科學(xué)家可以每天用激光精確監(jiān)測地月距離和表面情況,普通天文愛好者也可以用望遠(yuǎn)鏡了解月球正面的每一個月海、每一座環(huán)形山。阿波羅計劃甚至送了12名宇航員登陸月球正面、還帶回了382千克的單體樣本。
之所以一直探測正面、在正面著陸,卻從不去背面,一個重要原因就是背面著陸的難度大大難于正面。
因?yàn)樘K美太空競賽的走向逐漸變成“耗資不菲但收獲有限”,二者先后放棄了月球探測。也給人類的月球探測留下了一個大挑戰(zhàn):誰能成功著陸月球背面?我們要因?yàn)殡y,就不去了嗎?
嫦娥四號做出了回答:“我選擇著陸月球背后,不是因?yàn)樗唵?,而是因?yàn)樗y”。
看點(diǎn)三:月球背后探測會給科研界帶來什么?
直接劃重點(diǎn):
a. 月球背面幾乎全是環(huán)形山/隕石坑(97.5%),比正面多得多(69%),形成原因和目前的情況只有理論解釋,缺乏實(shí)地驗(yàn)證;
b. 月球背面南極-艾特肯盆地,是太陽系第二大超級隕石坑,早在1998年,NASA的月球勘探者號就發(fā)現(xiàn)這里存在水冰,而且更接近月球最原始的情況;
c. 嫦娥四號實(shí)際著陸地點(diǎn)位于該區(qū)域中部的馮·卡門環(huán)形山,它以錢學(xué)森的恩師的名字命名。這里經(jīng)過了強(qiáng)烈碰撞,極可能曾經(jīng)被熔巖淹沒,各類物質(zhì)含量豐富,或許留有月幔最原始的成分,保留了月球最深層的秘密;
d. “月球上氦三能量開發(fā)可供人類能源需求XX萬/億年”的說法,相信大家已經(jīng)看過很多了,而理論上月球背面環(huán)境更容易產(chǎn)生氦三;
e. 月球背面有天然的“屏蔽”,沒有任何來自地球的輻射干擾,這意味著它有著無比完美的安靜環(huán)境做天文觀測;
f. 月球背面的月壤也極有可能與正面大不相同。
月球正面(左)和月球背面(右)看起來截然不同(圖源:NASA)
以上,基本意味著第一個實(shí)現(xiàn)月球背面著陸的探測器將會收獲眾多獨(dú)特的科研成果,對世界航天和天文界都將是巨大的貢獻(xiàn)。
看點(diǎn)四:月球擋住了,信號咋辦?
既然月球擋住了背面,就要布置一顆信號中繼衛(wèi)星,為著陸器做準(zhǔn)備和全程信號支持。從上個世紀(jì)六十年代開始,NASA就一直在提設(shè)想、論證,但從未實(shí)踐過。目前,中國已經(jīng)完成了這一任務(wù):早在今年5月份,就成功部署了“鵲橋號”中繼衛(wèi)星,在月球背后6.5萬公里之外的地月拉格朗日二點(diǎn)附近Halo軌道簇上運(yùn)行。
鵲橋號中繼星與地球、月球的軌道關(guān)系(圖源:吳偉仁等)
這是人類歷史上首個月球信號中繼衛(wèi)星,架起了地球和月球背后的“鵲橋”,它將全程見證嫦娥四號的探測過程,也將負(fù)責(zé)嫦娥四號的全程通信。
看點(diǎn)五:著陸區(qū)域到底有多復(fù)雜?
月球背面隕石坑密布、尤其南極-艾特肯盆地的地形和高程圖異常復(fù)雜,對各種配合著陸傳感器的系統(tǒng)要求很高。尤其是高度方面的變化速度超過了以往任何一次著陸,最大落差高達(dá)16.1千米。馮·卡門環(huán)形山屬于其中一塊核心區(qū)域,對嫦娥四號而言,相當(dāng)于翻越崇山峻嶺來找它。
如果把此前探測器在月球正面的著陸情形描述為小船輕輕劃過湖面,嫦娥四號在月球背面的著陸就好比在風(fēng)暴洋中沖浪,難度不可同日而語。
南極-艾特肯盆地的地形圖復(fù)雜程度遠(yuǎn)超其他地方,圖中標(biāo)注處即馮·卡門環(huán)形山(圖修改自:Garrick-Bethell and Zuber)
為了成功著陸并釋放月球車探測,所克服的難度和意義可想而知。
- 原標(biāo)題:嫦娥四號著陸月球,十大看點(diǎn)告訴你到底有多牛!
- 責(zé)任編輯:何書睿
- 最后更新: 2019-01-03 14:24:29
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