嫦娥四号探寻月球背面真相
2018-03-25屈辰
嫦娥四号探测器顺利升空,开启了人类史上首次造访月球背面的探索之旅。它将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步。由于月球背面探测的难度,嫦娥四号任务也将助推我国航天和相关学科技术的突破。
嫦娥四号有什么独特之处
12月8日,嫦娥四号探测器顺利发射升空,后续它将进行人类历史上首次月球背面软着陆,展开月球背面就位探测及巡视探测,开启中国探月工程全新旅程。
据航天科技集团五院(以下简称“五院”)介绍,作为嫦娥三号的备份或者复制品,嫦娥四号与其并不雷同,它有着自己的独特之处。
首先,针对嫦娥三号在执行任务中暴露的一些问题,科学家们自然要为嫦娥四号及时打好“补丁”。
首先是月球车的电缆钩挂系统。在月球上温差达300摄氏度的情况下,裸露在外的电缆极易出现故障,嫦娥四号月球车进行了电缆最小化裸露改进,提升了月球车整体可靠性。
其次,针对月球背面软着陆的任务特殊性,嫦娥四号也有很多的改变。比如,与月球正面较为平坦的地势相比,月球背面地形更复杂、陨石坑更多、地势更陡峭。落月时,嫦娥四号需要更加敏捷的“身形”,科研人员就对它下降过程中的控制策略进行了调整。
此外,为提高此次嫦娥奔月任务的安全性、可靠性,科研人员们还提升了着陆器和巡视器的“自主能力”,给予嫦娥四号一颗更聪明的“大脑”。探测器本身“自主能力”提高后,短时间的通信中断不会对任务产生影响。
为何选在那片区域“安家”
据了解,嫦娥四号会在月球背面艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内软着陆,并开展着陆巡视探测。那么,月球背面很大,嫦娥四号为何偏偏选在那里“安家”呢?
12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程
五院专家介绍,为满足月球地质研究的需要,嫦娥四号“安家”地点需选择在地质现象丰富或成熟月壤区和矿产资源丰富的地区,如月海和高地的接触带、大型山脉、典型撞击坑构造区域等。航天专家经过深入选址,认为南极艾特肯盆地符合以上条件,将有利于获取更多的月球背面的地质信息。
另外,为保证着陆器在月面上着陆后不翻跟头,月面软着陆场必须选在相对平坦的区域。除了平坦之外,还需良好的“采光”:南极艾特肯盆地的纬度和嫦娥三号在月球正面落月的纬度基本相同,能确保探测器获得足够的能源,又能避免月昼带来的高温影响。
因此,航天专家最终选择了靠近月球的南极艾特肯盆地。
探访月背有何意义
嫦娥四号为什么要到月球背面软着陆巡视探测?有什么重要意义?五院专家说,可从四方面理解。
一是推动航天强国建设的重大举措。嫦娥四号实施月球背面软着陆巡视探测,不是简单落在月背的一小步,而是中国航天努力迈向领跑的一大步,对于促进深空探测后续任务的实施具有重大意义。
二是深入推动月基科学研究。月球背面没有来自地球的无线电波的干扰,是进行射电天文观测的最佳场所。如果能利用这一自然地形架设无线电望远镜,就好像把“天文台”搬到了月球背面,还可以获得一批原创性的科学成果。
三是深入推动月球资源的开发利用研究。嫦娥四号通过对着陆区地形地貌、矿物组份、巡视区浅层结构、地幔物质等进行科学探测与研究,将为月球资源的开发利用提供极有价值的第一手资料。
四是实现航天和相关学科技术领域的重大突破。嫦娥四号将实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测,国际首次月球拉格朗日L2点中继与探测,国际首次月基低频射电天文观测和国内首次实测月夜期间浅层月壤温度。这一重大科学创新工程的实施,无疑将推动航天技术和其他科学领域相关技术的持续发展。
月球背面到底有什么
由于月球自转周期和公转周期相等,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,我们在地球上只能看见月球正面,看不见背面。因此,对于人类来说,月球背面如同“秘境中的秘境”,静待世人探索。嫦娥四号首次实现月球背面软着陆和巡视勘察,迎接它的将是怎样的环境?
五院专家介绍,乍一看,月球背面一张“麻子脸”,陨石坑的数量比月球正面要多得多。此外还布满了沟壑、峡谷和悬崖,而月球正面相对平坦的地方比较多。
另外还有几处巨大的“痤疮”,暗斑中的物质与月面的普通物质相比,有很大不同。这种现象似乎能够说明,月球背面由于毫无遮拦地暴露在太空中,因而遭遇了大量天体的直接撞击。经年累月,月球就像一个盾牌,为地球挡住了陨石,守护地球安全。
整体来讲,月球背面的月壳比正面要厚。至于原因,众说纷纭。不过,“厚脸皮”为月球背面的“白肤色”提供了佐证:照片显示,月球背面巨大的陨石坑都呈现出白色,好像从来没有暗色的熔岩从上面流过。科学家研究认为,由于月球背面的月壳很厚,熔岩无法溢出,而正面月壳很薄,熔岩很容易破缝流淌在表面,所以颜色比正面要“白皙”得多。
此外,月球背面只有3个月海,名字分别叫东海、莫斯科海和智海,而月球正面月海很多;月球背面巨大绵延起伏的山峦,也不像月球正面那么多。
当我们看到整个月球正面的时候,即月中的满月时,它的另一面是黑暗的;当我们看不见它的时候,即月初没有月亮的时候,它的另一面是阳光普照的。
由于目前还没有宇航员或月球车登上月球背面,因此,除了借助照片判断,我们对它的其他情况了解得不多。嫦娥四号探测器,正为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步。