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“嫦娥”再奔月 緣何向“背面”
中國青年報(bào)·中青在線記者 邱晨輝
備受期待的年終“航天大戲”終于來了,。
12月8日2時(shí)23分,嫦娥四號探測器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心出發(fā),,向遙遠(yuǎn)的月球飛去,,人類首次月球背面軟著陸巡視探測的大幕正式拉開。
千百年來,,月亮一直是人類心中的神秘之所,,思鄉(xiāng)的情懷、探索宇宙的渴望,,都交織在“舉頭望明月”的目光中,。此前,我國探月工程也曾分別實(shí)施嫦娥一號,、嫦娥二號,、嫦娥三號等任務(wù),對月球進(jìn)行探測,。然而,,中國人及其探測器目光所及之處,僅僅是月亮的正面,。
月球背面究竟是什么樣,,嫦娥四號將第一次“身臨其境”地“觸摸”它。
此前100多個(gè)人類探測器都未曾到過“背面”,?
很多人看過月球照片,,也見過大大小小的月球模型,卻很難想象,,站在地球上的人類自己,,竟然看不到月亮的背面。
中國工程院院士,、中國探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁給出過這樣一個(gè)解釋:由于月球的自轉(zhuǎn)周期恰好等于公轉(zhuǎn)周期,,且都是逆時(shí)針方向,加上被地球潮汐鎖定,,地球強(qiáng)大的引力讓月球總是一面朝向地球——所以站在地球上的人類,,只能看見月球的正面,,而背面永遠(yuǎn)也看不見,。
要想看到,人類只能借助科學(xué)技術(shù),,“延伸自己的視力”,。比如,研制能夠飛向太空的探測器,。
1959年10月7日,,蘇聯(lián)“月球三號”探測器傳回月球背面的第一張照片后,月球背面的“真容”第一次被揭開了,。
依照這些珍貴的照片資料,,蘇聯(lián)在1960年11月6日出版了第一份月球背面地圖,;一年之后,蘇聯(lián)又制作了第一個(gè)月球儀,,更加清晰地呈現(xiàn)出月球背面的初步特征,。
乍一看,月球背面這張“面孔”并不漂亮,,隕石坑的數(shù)量比月球正面要多得多,,放眼望去隨處可見,密密麻麻,;月球背面的“皺紋”也比較多,,布滿了溝壑、峽谷和懸崖,,而月球正面相對平坦的地方比較多,。
那里還有幾處巨大的“暗瘡”,與月面的普通物質(zhì)相比,,月背暗斑中的物質(zhì)有很大不同,,這種現(xiàn)象似乎能夠說明月球背面由于毫無遮攔地暴露在太空里,而遭遇了大量天體的直接撞擊,。
1965年7月20日,,蘇聯(lián)“探測器三號”傳送回了25張畫質(zhì)更好的月球背面照片,從照片中可以看到月球背面有一條長數(shù)千百米的鏈狀隕石坑,。
至于人類第一次與月球背面“面對面”,,則發(fā)生在3年后,即1968年,。那是“阿波羅八號”進(jìn)行載人登月任務(wù)試驗(yàn)時(shí),,宇航員威廉·安德斯看到的。
按照他的描述,,“月球背面看起來像我在孩提時(shí)玩過的沙堆,,它們?nèi)急环饋恚瑳]有邊界,,到處是一些碰撞痕和坑洞”,。
從那時(shí)開始,“阿波羅十號”一直到“阿波羅十七號”的宇航員都曾看到過月球的背面,。
然而,,60年過去,人類已經(jīng)發(fā)射了100多個(gè)月球探測器,,其中包括65個(gè)月球著陸器,,卻僅有不載人的環(huán)繞月球軌道器和載人的阿波羅號“看到過”月球背面。
換句話說,,至今沒有任何一個(gè)月球探測器能夠?qū)崿F(xiàn)在月球背面軟著陸,,目前得到的有關(guān)月球背面信息,,也都是通過遙感探測和所拍照片獲得的。
探月工程副總指揮,、國家國防科工局探月與航天工程中心主任劉繼忠說,,“正因如此,關(guān)于月球背面存在著許多猜測,,并出現(xiàn)在各種科幻小說和電影中,。”
而這,,也是中國選擇將嫦娥四號送到月球背面的一個(gè)原因:一探究竟,。
把“天文臺”搬到了月球背面?
中國科學(xué)院院士,、中國航天科技集團(tuán)科技委主任包為民告訴記者,,曾有人問他,為什么一定要到月球背面去,,甚至還有不少人說:“美國人都登月了,,為什么中國還要探測月球?”
他說,,過去人類探月只探測了一些局部區(qū)域,,到月球背面去,就可能發(fā)現(xiàn)一些在月球正面沒有得到的數(shù)據(jù),,而這具有“發(fā)現(xiàn)”意義,。
比如,月球背面是個(gè)“厚臉皮”——其月殼從整體來講比正面更厚一些,,但究竟是什么原因?qū)е略職ず穸炔灰粯?,眾說紛紜,成為天文學(xué)界的未解之謎,。
在中國科學(xué)院月球與深空探測總體部主任鄒永廖看來,,這個(gè)“看不見”的一面,對人類認(rèn)識月球甚至宇宙都十分重要,,因?yàn)闊o論是物質(zhì)成分,、形貌構(gòu)造,還是巖石年齡,,月球背面和正面都有很大差異,。
他還表示,針對月球背面的探測,,還可以推動月基科學(xué)研究的不斷深入。
月球背面沒有來自地球無線電波的干擾,,是進(jìn)行射電天文觀測的最佳場所,,如果能利用這一自然地形架設(shè)無線電望遠(yuǎn)鏡,,就好比把“天文臺”搬到了月球背面?!斑@是天文學(xué)家夢寐以求的,,可以填補(bǔ)射電天文領(lǐng)域在低頻觀測段的空白?!编u永廖說,。
按照計(jì)劃,嫦娥四號著陸器在月球背面軟著陸后,,將開展月基低頻射電天文觀測研究,,可以進(jìn)一步認(rèn)識月球的演化細(xì)節(jié),研究宇宙起源和星球起源等,;而對月表環(huán)境里的中子輻射劑量,、中性原子等探測,可以研究宇宙粒子輻射和太陽風(fēng),,預(yù)計(jì)可獲得一批原創(chuàng)性科學(xué)成果,。
月球背面探測,還將有助于推動月球資源的研究和開發(fā)利用,。鄒永廖說,,月球蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)和能源資源,而開發(fā)和利用月球資源,,是人類探測月球的源動力之一,。
近年來,美國等國家相繼制定了月球背面資源調(diào)查研究計(jì)劃,。鄒永廖說,,通過嫦娥四號對著陸區(qū)地形地貌、礦物組分,、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu),、地幔物質(zhì)等進(jìn)行科學(xué)探測與研究,將為月球資源的開發(fā)利用提供極有價(jià)值的第一手資料,。
當(dāng)然,,嫦娥四號的科學(xué)和工程目標(biāo)遠(yuǎn)不止于此。
鄒永廖認(rèn)為,,對于任何一個(gè)地外天體而言,,探測其空間和表面環(huán)境、地形地貌,、物質(zhì)成分,、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還應(yīng)從比較行星學(xué)的方法論出發(fā),,系統(tǒng)地開展對地球,、火星、月球等天體的比較研究,,這樣才能更好地認(rèn)識它們,。“從這個(gè)意義上講,,嫦娥四號對后續(xù)深空探測有重要意義,。”
此次任務(wù)落月點(diǎn)是一塊“處女地”,?
嫦娥四號探測器由航天科技集團(tuán)五院負(fù)責(zé)總研制,,按照該院科研人員的說法,由于月球背面探測的難度,,嫦娥四號要完成前無古人的月球背面之旅,,面臨幾大技術(shù)難點(diǎn):地月拉格朗日L2平動點(diǎn)軌道精確設(shè)計(jì)與控制,地月拉格朗日L2點(diǎn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)中繼,,復(fù)雜地形環(huán)境下的安全著陸等,。
要突破這些技術(shù)難點(diǎn),我國航天界不得不為此完成3個(gè)國際首次:首次月球背面軟著陸和巡視探測,、首次月球拉格朗日L2點(diǎn)中繼與探測,、首次月基低頻射電天文觀測,以及國內(nèi)首次實(shí)測月夜期間淺層月壤溫度,。
“這一重大科學(xué)創(chuàng)新工程的實(shí)施,,將推動航天技術(shù)和其他科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展?!眲⒗^忠說,,從表面上看,在月球背面和正面著陸在“落月”本質(zhì)上沒有區(qū)別,,實(shí)際上,,實(shí)現(xiàn)在月球背面軟著陸和巡視探測,是工程技術(shù)和空間科學(xué)的雙重跨越和創(chuàng)新,。
根據(jù)計(jì)劃,,嫦娥四號將會降落到90%的面積都分布在月球背面的艾肯盆地上。
月球分為三大地體,,即克里普巖地體,、斜長高地巖地體、艾肯盆地地體,,其中前兩個(gè)地體美國,、蘇聯(lián)都曾著陸和探測過,,只有艾肯盆地地體沒有近距離探測過。鄒永廖說:“這里可謂一塊‘處女地’,,在科學(xué)上會有很多新的發(fā)現(xiàn),?!?/p>
他進(jìn)一步解釋,,艾肯盆地是目前發(fā)現(xiàn)的太陽系固體天體中最大最深的盆地,直徑大概2500公里,,深度約12公里,,對其進(jìn)行探測可以獲取月球深部物質(zhì)的信息。
更讓他感興趣的是,,艾肯盆地被科學(xué)界認(rèn)為是39億年前撞擊形成的,,但按照常規(guī)理論,撞擊密度,、頻度,、強(qiáng)度越大,形成時(shí)間應(yīng)該越早,,“為什么這個(gè)峰值出現(xiàn)在39億年而不是更早,?”
吳偉仁說,一般認(rèn)為,,這個(gè)盆地有可能是當(dāng)時(shí)宇宙大爆炸或者后來小天體撞擊形成的,,隱含著宇宙最早的一些信息,“在此地探測,,有助于我們獲取月球深部物質(zhì)的信息”,。
然而,由于目前還沒有宇航員或月球車登上月球的背面,,人類對它的詳細(xì)情況除了借助照片判斷,,其他知之不多。
正在飛向月球的嫦娥四號,,將為人類揭開月球背面的神秘面紗邁出了關(guān)鍵一步,。鄒永廖很期待,或許,,嫦娥四號到艾肯盆地開展精細(xì)探測,,就可以打開“39億年撞擊峰值”這個(gè)科學(xué)之謎。
中國青年報(bào)·中青在線記者 邱晨輝 來源:中國青年報(bào)
編輯:周佳佳
關(guān)鍵詞:月球 背面 嫦娥 探測
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