中国登陆月球远端:下一步在哪?

老邮差的邮局

您的位置:老邮差的邮局 >我的日志> 中国登陆月球远端:下一步在哪?

中国登陆月球远端:下一步在哪?

转帖,来自:美国国家地理

中国登陆月球远端:下一步在哪?


1月3日上午10点26分,以古老的月亮女神命名的中国探测器在月球远端着陆——这是一片从未有任何人类或者机器探寻过的土地。


聚焦于这一历史性的时刻,关于“嫦娥4号”的着陆细节却很有限。在着陆前,全球各地的科学家和热心人士聚集在网络论坛和推特上,一边交换着信息,一边阅读着来自权威记者、微博账号,跟踪“嫦娥4号”轨道的业余天文爱好者的最新资讯。


直到确认“嫦娥4号”成功着陆,所有的忧虑最终化为笑颜。


“这的确是一个历史性的时刻”,中国地质大学(武汉)行星科学研究所所长肖龙收到落地的消息后,在给国家地理的邮件里这样写道,“借助着此次成功的着陆以及未来着陆器和探测车拍摄的照片,我期待着揭开月球远端的真实面貌!”


“我个人觉得非常激动,也为这次‘嫦娥4号’的成功着陆感到骄傲,因为这不仅是一项显赫的成就,而且还预示着很多科学发现的可能。” 山东大学威海校区的月球地质学家乔乐补充说道。


什么是“嫦娥4号,它的着陆有什么意义?


“嫦娥4号”是由中国国家航天局发布的最新探月计划。起初的两个探月工程是轨道飞行器,第三个是于2013年成功在月球正面登陆的探测器,兼备着陆器和月球车。“嫦娥4号”也包含着着陆器、月球车以及一个中继卫星。

在历史性的软着陆后,中国的嫦娥4号探测器发回了世界首张月球远端的近景照片。


CGTN (@CGTNOfficial)2019年1月3日


“这是史无前例的”,月球地质学的专家,诺特丹大学行星科学家Clive Neal这样说道,”‘嫦娥4号’代表着第一次有国家能软着陆在月球远端,并部署月球车开始勘探。”


“调整后的数据应该能给我提供宝贵的信息,通过这片从未被驻足的区域来揭开月球的秘密,” 肖龙写道,“希望会有好运!”


月球远端是什么?


月球已经绕地运行超过了45亿年,在这段时间里,地球的引力迫使月球的旋转速度和它的轨道同步。因此,月球的自转周期,以及它围绕地球的公转周期均为28天。这就意味着,月球总是用相同的一面朝着地球,而它的背面就是我们无法在地球表面观测到的区域。


你也许听说过月球背面也是月亮的“阴影面”,但这一称呼并不恰当。当月球围绕着地球公转时,它总是有差不多一半的区域面朝着阳光。在新月时,月球的近地面遁入黑暗,但月球的背面是整个被照亮的。事实上,月球远端的颜色会更亮,因为背面没有近地面的深色盆地,而这些盆地即是造就了我们所看见的月亮上的人脸、兔子或者蟾蜍的形状。


为什么从未有人在月球远端登陆?


在月球远端登陆时,登月器很难保持和地球的联系,因为月球本身阻碍了无线电通信。当阿波罗的宇航员飞行至月球背面时,他们和其余人类的通讯被彻底切断了。


IMAGE BY NASA GODDARD


这张美国国家航空航天局的月球勘测轨道器的图片记录了南极-艾托肯盆地。这是月球上最大的盆地,也是整个太阳系里最大的之一。其底部到最高点的距离达到将近10英里。


“嫦娥4号”通过一颗中继卫星解决了这一难题。2018年5月,中国国家航天局把一颗名叫“鹊桥”的卫星发射至了日地拉格朗日L2点——一个月球以外的引力平衡点,在这里地球和月球的引力抵消了向心力,有效地使得目标物体在这里停住。介于“鹊桥”既能看到地球又能触及月球远端,它可以很好地连结控制中心和“嫦娥4号”着陆器。


嫦娥4号中继星“鹊桥”(示意图)


与此同时,添加了中继装置也就意味着无线电信号必须穿越更远的距离,也就因而加大了来回的通讯延迟。也就是说,任何月球远端着陆器和探测车必须有能力自主选择着陆地点并且独自规避危险。


嫦娥4号落在哪了,具体来说?


中国国家航天局瞄准了南极-艾托肯盆地的冯·卡门撞击坑。这是一个跨度超过1500英里的低洼,覆盖了将近1/4的月球表面。这个盆地据说是由于巨大的外力而形成,因此对这一区域的研究理应为我们揭露更多关于月球外壳和内部的更多信息。


“这基本上就是太阳系里最大的坑了,”Neal这样描述道。


为了研究环形山的组成和历史,“嫦娥4号”团队的科学家们对盆地里古老的环形山,例如冯·卡门撞击坑,也很感兴趣。这些环形山记录了月球经历的各种各样活动,从而也能折射出地球的历史。在地球刚诞生时,多少的小行星侵袭了我们的星球?这些物质带来了什么,又是在什么时候达到?这段历史至于生命起源又意味着什么?“嫦娥4号”可能会帮我们找到答案。


“嫦娥4号”有哪些装备?


ILLUSTRATION BY EPA CHINA NATIONAL SPACE ADMINISTRATION HANDOUT


“嫦娥4号”所搭载的许多装备是 “嫦娥3号”上的复制品。这其中“嫦娥4号”还继承了几台相机,包括了曾经拍摄过令人惊叹的月球表面全景图的来自“嫦娥3号”的一款相机。


和“嫦娥3号”不同的是,“嫦娥4号”还携带了“月球生物圈”装置,包含了植物种子和蚕卵,还有低频无线电谱仪——一款能够让探寻者们从远处研究高能的太阳大气的装置。这款装置还有一个额外的用处:把它和“鹊桥“上的一个设备相配对,就成为了一个中国研究者们的射电望远镜。由于月球阻挡了来自地球电离层和人类无线电通信的杂音,月球远端是射电天文学的理想场所。


“这可以让我们在地球、近月点和月球上都无法做到的低频范围,进行首次射电观察”,鹊桥的无线电装置项目指挥、拉德堡德大学宇航员Marc Klein Wolt在一封邮件里写道,“这会引导我们未来在月球上使用大型无线电设备探寻行星形成前的初期宇宙。”


“嫦娥4号”上也有一些外国设备。这个项目的科研人员和来自德国的研究者们合作在着陆器上安装粒子探测器;而来自瑞典的研究者们组装了月球车上的离子探测器。“鹊桥”的射电望远镜装置则是一个中荷联手努力的成果。


探寻月球的下一步?


中国的探月工程计划非常宏大。它的下个目标,“嫦娥5号”,将尝试在月球表面登陆并携带样本返回地球。如果中国成功的话,它将会是第三个将月球物质带回地球的国家,也是第二个用机器人完成此举的国家。尽管没有给出更多细节, 规划了国家的2020后的月球计划的中国科研人员们也讨论了载人登月和建立月球基地。


中国不是唯一一个这么想的国家。欧洲航天局已经宣布了其建立“月球村”的目标。印度空间研究组织也即将发射月球2号探测器到月球南极点。而美国国家航空航天局正在和私人企业合作计划发送更多的科学装备到月球上;同时它们还有一个大胆——又含糊——的野心:在21世纪20年代里在月球附近建设一个“关口”性质的空间站。


“如果某一时刻我们可以整合全球资源去做这些事,我们的生活会更好”,作为月球探寻分析小组的商业指挥官、支持美国国家航空航天局的月球计划的Kurt Klaus说道,“但是我们离那个目标还有多远,我也不知道。”

---

转载请注明本文标题和链接:《中国登陆月球远端:下一步在哪?