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少年记者会·关于探月那些事儿

2024-10-08太空僧

课堂内外·初中版(科学少年) 2024年9期

采访嘉宾:太空僧

毕业于上海交通大学航空航天工程专业,现任职于上海航天技术研究院。知乎大V,2022年新知答主,航天及天文优秀答主。

读完前面的内容,相信你已经了解了科学家为什么要在月背“挖土”,怎么在月背“挖土”,以及月壤中究竟藏着什么秘密。除了“挖土”,你对月球还有哪些好奇?本期少年记者会邀请到了科学大咖“太空僧”解答大家的疑问。接下来,请小记者们大胆提问吧!

Q“嫦娥六号”月球探测器为什么不做成有“手”的人型机器人?

(少年记者 陈佳玉)

A主要是因为不实用。你试过用手捧沙子吗?“手”的形状握不住细小的月壤,最后只会剩下大块的岩石。这样,样品与实际月壤在成分结构上就有明显差异,不利于后续的科研工作。除了铲取月表的样品,“嫦娥六号”还需通过钻洞采集月表以下的岩石,这也是“手”的形状无法直接完成的。

探测器的形态主要还受到技术水平的影响。一方面,火箭的运载能力有限,人型机器人很多零部件对探测并无帮助,徒增负担。另一方面,为了“拟人”,人型机器人涉及很多活动部件,活动部件越多,出问题的概率越大,不利于任务顺利完成。

Q我们什么时候才能像星际旅客那样,自由地在“地月”之间来往呢?

(少年记者 付航)

A目前人类在地月间自由穿梭的梦想,主要受限于两个最大障碍——成本和安全。就成本而言,一架火箭飞一次就扔掉,这是过去火箭的主要运营方式。而现在,可回收火箭的研发,将会大幅降低火箭发射入轨的费用。所以,当火箭、飞船在地月间的“客运”成本,与其带来的收益达到平衡时,人类在地月间自由穿梭的梦想就即将实现。当然,在安全问题上,航天仍然是一个高度危险的领域。但我们相信,通过科学家们的不断努力,去月球探险,也可能成为说走就走的旅行。

Q“嫦娥六号”的全身照是谁拍的?

(少年记者 林琳)

A“嫦娥六号”的全身照,来自一台迷你四轮小车,准确说,是一个携带着移动相机的自主智能微小机器人。它重5公斤,被绑在着陆器的外侧,当“嫦娥六号”完成采样后,这台聪明的小车就被解除绑定,降到月面上。

而这张完美全身照的诞生,主要得益于神经网络AI 技术的加持。有了这个“法宝”,小机器人就可以自主判断和思考,通过测算自己与拍摄主体之间的相对距离、方位角度和太阳光照情况,选择合适的位置;它还会给拍到的照片质量打分,自主判断是否OK,再做相应的决策调整,最终呈现出完美的摄影作品。

Q听说“嫦娥六号”和“玉兔二号”都在南极-艾特肯盆地,它们有可能碰面吗?

(少年记者 杨梓义)

A从位置上看,虽然它俩都在南极-艾特肯盆地,但“玉兔二号”现在位于冯·卡门陨石坑“天河基地”的西北方向,而“嫦娥六号”位于阿波罗盆地的南部边缘。经过粗略计算,它们之间大约相距640公里,相当于从上海到青岛的距离。

再来看看“玉免二号”的速度。虽然“玉兔二号”的最快移动速度可达200米/ 小时,但它在实际运行中比较“谨慎”,行程突破1000 米纪录时,已在月表工作3 年,平均每天前进的路程不足1 米。这样看来,如果“玉兔二号”按当前计划正常工作,几乎不可能与“嫦娥六号”相遇。

Q为什么只挖了近2 千克的土,不多挖一点呢?

(少年记者 翁欣怡)

A这是因为采样量增加会带来两个难题:一个是导致火箭的载荷更重,助推剂用量增多;另一个是会显著提升探测器的设计难度和成本。所以,2 千克是权衡利弊之后做出的判断,并且也完全够用。在科研中,月壤样品的申请是以克为单位计量的,而且会精确到小数点后好几位,即使1 克的样品,都能在科学家的聪明才智下被挖掘出大量的有用信息,帮助我们解开月球的秘密。

Q月球上的“中”字是“嫦娥六号”“挖土”时设计的“仪式感”吗,能留存多久呢?

(少年记者 薛凯)

A尽管这个“中”字引发了不少人关于“中国式浪漫”的解读,但它实际上只是“嫦娥六号”的偶然为之。不过,这个偶然为之现在可以成为“永恒”了。

由于月球是一颗几乎没有大气层的“死星”,因此这个“中字”不会被大风吹散、雨水侵蚀,也不会受火山爆发和板块移动影响。只要后续没有机械或人为破坏,刻在月球上的字几乎可以永恒保留。

但考虑到陨石撞击的风险和太阳风的不断轰击,理论上“中”字仍会被销毁。在加入各种影响因素后测算,这个“中”字消失的时间大概在1000 万年之后。以人类文明史的长度来看,1000万年几乎等于永恒,所以可以认为,这个“中”字会一直存在,作为人类到访过月球的证据之一。