玉兔二号,去月球背面“探坑”
2019-02-26毛新愿
毛新愿
2019年1月3日,嫦娥四号探测器和玉兔二号月球车成功抵达月球背面。嫦娥四号软着陆后,玉兔二号缓缓驶下,在月表小小地“溜达”了一圈,当了一回名副其实的“玉兔”。
這标志着玉兔二号成为史上第一个抵达月球背面的月球车。很多人可能会好奇,为什么要送玉兔二号去月球背面呢?
生活中,我们经常举头望月,却很少有人意识到人们看见的永远都是月球的正面。这是因为地球把月球牢牢地潮汐锁定,使它围绕地球一圈的公转周期完全等于自转周期。所以,人们在地球上只能看到月球固定的一面。
1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月球。之后的几十年间,全世界共有20个探测器抵达月球表面,其中包括我国的嫦娥三号,但这些探测器全部是在月球正面着陆的。
由于月球背面绝大部分区域终年朝向太空,更容易遭受小天体撞击,因此地形崎岖不平,撞击坑、环形山随处可见,探测器着陆难度较大。此次探测器着陆的冯·卡门(钱学森的恩师)撞击坑更为特殊,那里经过了强烈碰撞,极有可能曾被熔岩淹没,或许留有月幔最原始的成分,可以用来探索月球最深层的秘密。月球背面没有地球辐射干扰,完美的环境也更适于做天文观测。
虽然人类看不到月球背面,但依靠我国2018年发射的信号中继卫星鹊桥号,可以保障玉兔二号和探测器之间通信畅通。
此外,动力问题也是科学家专注的重点。月球上的一天约等于地球上的28天,白天和黑夜各接近14天。白天时,玉兔二号采用太阳能和充电电池组合的方式提供动力。它的太阳能电池板使用三结砷化镓,比玉兔号太阳能转化效率提高2%左右。但是,月球上没有大气,太阳长期暴晒会导致设备温度过高,温度达到100摄氏度左右时如果不休息,玉兔二号恐怕就会变成“烤兔子”,所以它必须“午休”。
夜晚,月球的温度低至零下200摄氏度,很多仪器也必须停止工作。为了防止冻坏,还需要进行保温处理。玉兔二号用到了放射性同位素钚-238元素,它的半衰期长达88年,会源源不断地释放热量。与此同时,它的热量也可以收集起来用以发电,这就是大名鼎鼎的“核电池”。
玉兔二号虽然看起来与抵达月球正面的玉兔号非常相似,但在性能上改进了很多,它更轻盈,更自主,也更健壮。设备完成调整后,它将对月球背面的地貌、地质、土壤、矿物资源等方面展开科学探测任务。
从核心设备来看,玉兔二号其实是只“国际化小兔子”。它的低射频电探测仪是与荷兰合作,月表中子与辐射剂量探测仪是与德国合作,中性原子探测仪是和瑞典合作。收集到的一手科研数据也将全部对外公开,提供给全世界科学家共同研究。
这只“小兔子”在科学领域的突破,将对人类认识月球产生不可替代的重要作用。