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撞击月球

2007-05-14

知识窗 2007年1期
关键词:飞行器探测器燃料

腾 月

还记得美国宇航局用航天探测器撞击彗星的事件吗?从那次撞击中,美国科学家获得了很多有研究价值的星尘。美国人好像是撞上了瘾,撞击彗星成功之后又开始策划撞击月球。美国人撞击月球计划的时间初步定在2009年1月。与撞击慧星相比,撞击月球更具有实用意义,它可以为开发月球能源做准备。

欧洲被迫撞击月球

欧洲人撞击月球采用的是“智慧1号”(SMART-1)探测器。“智慧1号”是欧洲太空局派往月球的第一个遥控探测器,于2003年9月27日发射,之后它使用离子推进引擎,于2004年11月15日进入月球轨道,每5小时绕月球飞行一周。

“智慧1号”的任务原本是拍摄月球表面的详细照片、确定月球土壤的化学成分和在月球表面寻找可能存在的水源。然而,“智慧1号”发回的月球表面详细照片却并不令研究人员满意,也就是说“智慧1号”在履行月球探测任务方面表现并不怎么样。直到现在,欧洲宇航局的科学家们仍不能解释“智慧1号”月球探测器为何不按照他们想象的那样工作,但这些科学家们却始终拒不承认探测器出现了某种故障。基于此因,“智慧1号”最终便只有选择“自杀”来向人们谢罪了。

为了调整准确的撞击时间,“智慧1号”在2006年6月底进行了两次机动变轨,变轨后它的近月点距离月球300公里。在2006年7月份完成机动变轨评估、确定探测器轨道和撞击时间后,“智慧1号”的轨道高度将降至200公里。2006年8月初,“智慧1号”以120公里的高度飞越最终撞击地点的上空,为2006年9月初的撞击做最后的准备。在格林尼治时间2006年9月3日5时42分22秒(北京时间13时42分22秒),“智慧1号”以每小时7200公里左右的速度撞在了月球西南面的火山平原,该撞击点位于月球南纬中纬度地区。

正像欧洲航天局的预测,“智慧1号”以与月球表面几乎平行的1度角,在月球上被称为“卓越湖”的火山岩坑着陆,探测器在月球表面“蹦跳”多次,就像“石块在水面上打水漂”一样,同时“砸”出10多公里厚的月球“尘埃”。

美国主动撞击月球

2020年,美国宇航局将派遣宇航员实现登月计划,月球从此成为人类进军火星的基地。美国政府已经公布了建设月球基地的计划,而在月球上找到水是让月球基地正常运转的关键因素。如果能在月球上发现冰,那么就可以将其融化成水,用来制造火箭燃料或者氧气。氧气供给人类呼吸,氢气作为火箭燃料。从月球岩石中或许也能提取火箭所需要的燃料。燃料问题已成为登月计划和登陆火星计划中科学家们最为关注的焦点。

目前,美国宇航局已制定了勘测观察计划,计划在月球上进行采矿。这项月球撞击计划预计总耗资6亿美元,其中撞击探测器的造价为8000万美元。撞击探测器的全名为“月球坑观测与感知卫星”(LCROSS)。它和越野汽车大小相仿。2008年10月,一枚火箭将把“月球勘测轨道飞行器”(LRO)送入环月球轨道。在此后的一年时间里,轨道飞行器将对月球表面进行全面测绘,寻找可能的水源以及未来人类登陆月球的着陆点。2009年1月,飞行器将释放一个撞击探测器。

撞击月球将分两步进行。首先,当撞击探测器飞过月球南极上空时,探测器顶端重约2吨的一个火箭助推段将在耗尽燃料后被弹射出去,砸向月球南极的沙克尔顿环形山地区。第一次撞击预计会飞溅起相当多的物质碎屑,撞击探测器将对这些碎屑拍照,并用分光计扫描其成分。约15分钟之后,当卫星已将所获信息传回地球后,近1吨重的撞击探测器自身也会撞向月球南极。第二次撞击所溅出的物质,将用“月球勘测轨道飞行器”和地面天文设施观测研究。连续两次撞击可能在月球上留下一个1/3足球场大小的大坑,直径约30米、深度达4.8米,溅起的月球物质约1000吨。对这些物质碎屑进行分析,可能找到月球南极是否存在水或冰的直接证据。

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