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麻辣財經:“月亮背面”為啥吸引人?太神秘!

2019年01月11日15:02    來源:人民日報中央廚房

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小時不識月,呼作白玉盤。又疑瑤台鏡,飛在青雲端。

嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面的預選著陸區,實現了人類探測器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信,開啟了人類月球探測新篇章。

我們為啥要到月亮背面去?未來可能會有哪些發現呢?麻辣兄妹今天就和大家好好嘮一嘮。

一問:為什麼要去月球背面?

為什麼我們這次要去月球背面,而不去正面呢?

首先是因為,月球背面太神秘。說白了,誰也沒去過。“小時不識月”,大了也不是很熟。

月球繞地球公轉的周期與月球自轉的周期相同,所以月球總有一面背對著地球,人類在地球始終無法看到月球的背面。世界上已經發射了100多個月球探測器,包括65個月球著陸器,但僅有不載人的環繞月球軌道器和載人的阿波羅號曾看到過月球背面。所以我們去月球背面軟著陸,就是創造歷史。

其次是因為,月球背面比正面古老多了。

這次嫦娥四號是著陸,是在月球背面的南極—艾特肯盆地。這個盆地是目前發現的太陽系固體天體中最大最深的盆地,其90%的面積都分布在月球背面,隻有一小部分在月球正面。

一般認為,這個盆地有可能是當時宇宙大爆炸或者后來小天體撞擊形成的,隱含著宇宙最早的一些信息,但這個盆地地體從沒有被近距離巡視探測,這一次有利於我們在科學上產生新發現。

並且,月球背面的岩石更加古老,如果能夠獲取更古老的岩石類型等,對我們了解月球的化學成分演化過程有很大幫助。

此外,月球背面的磁環境非常干淨,到月球背面開展低頻射電天文觀測,是天文學家夢寐以求的,可以填補射電天文領域在低頻觀測段的空白。

二問:月亮背面到底有什麼?

嫦娥四號傳回的世界第一張近距離拍攝的月背影像圖,揭開了古老月背的神秘面紗。不少網友感慨,原來月球背面沒藏著吳剛、兔子和外星人啊,但仔細凝視這張圖,卻留給人們更多的遐想。

為什麼嫦娥四號選擇降落在一個“坑”裡?這個坑叫做南極—艾特肯盆地中部的馮·卡門撞擊坑。

原來,如果降落到低緯度地區,光照條件好、能源獲得充足,但對於熱控是巨大的挑戰﹔如果降落在高緯度地區,熱控壓力大大減少,但太陽能獲取又受到影響。所以,嫦娥四號在月球背面著陸的緯度也確定在40度—50度的范圍內。

而且,探測器與中繼星L2點的通信問題也是考慮因素之一。如果探測器仰角太低,容易受到周圍山地的影響。科學家就希望探測器能夠高仰角對中繼星通信,這樣一來,經度也大致確定了,大的區域范圍就出現了。同時還要選擇相對大一些、平坦一些的撞擊坑,就確定了艾特肯盆地。

三問:落月“正中靶心”有多難?

咱們這次的落月,可謂是“正中靶心”。這是非常不容易的。

月球正面相當於大平原,地勢平坦﹔但背面到處都是高山和撞擊坑。嫦娥四號隻能在有限的相對大的撞擊坑裡,尋找相對平坦的位置作為著陸區,選擇范圍長寬各十幾公裡。

科學家為了這個“正中靶心”做了很多工作。

為了增加著陸的安全性,嫦娥四號探測器會通過接力避障的方式。下降至2公裡左右,探測器會做一次光學的初避障,主要識別大障礙。下降至100米左右,探測器會做一個懸停,利用激光敏感器實現精避障,識別0.2米障礙、坡度等,通過地形的最優識別方法找到安全區域降落。

還有,嫦娥四號的自主能力有很大提升,如果找不到安全區域,嫦娥四號會選擇相對次優的區域,還可以做水平機動調整。

四問:嫦娥四號上天要干啥?

嫦娥四號上天到底忙什麼?看看它帶了點什麼寶貝上去。

嫦娥四號配置了多台有效載荷。比如地形地貌相機、降落相機、低頻射電頻譜儀、與德國合作的月表中子及輻射劑量探測儀、測月雷達、紅外成像光譜儀、中性原子探測儀等等。

低頻射電頻譜儀和探測儀,前文提到了,這是用來探測地球外天體發出的電磁信號。

月表中子與輻射劑量探測儀,目標是測量月球表面粒子基本輻射情況和危害程度。如果航天器在月球上登陸,會受到粒子的損傷和影響。那麼載人登月之前,進行輻射環境的測量和輻射風險度的評估,能夠為月球的開發和載人登月做好前期准備。還有一個附加功能是進行水資源的信息獲取。這個載荷具有中子測量的功能,因而能夠推斷行星表面或者內部是否含有氫資源。

中性原子探測儀,用於研究太陽風和月表相互作用。可以根據研究結果和其他行星進行類比,以此研究太陽風和其他類似星體的相互作用,為后續科學研究提供數據。

嫦娥四號還搭載了全景相機,分辨率與人眼相當,與嫦娥三號上搭載的全景相機是“雙胞胎”,分為黑白和彩色兩種模式。

測月雷達,測月雷達的工作原理為向地下發射微波信號,在碰到不連續平面時發生反射,根據接收的信號可以對岩石、分層、熔岩等目標進行探測。該載荷安裝在月球車上,可以隨著月球車的軌跡形成月球介質剖面,通過數據還可以分析月壤厚度、月壤下是否有岩石空洞、月壤下岩石間的分界面、淺層岩石結構等。

紅外成像光譜儀,能看到月面0.1米分辨率的月表礦物特征,同時,還能夠在紅外波段對目標的光譜成分進行有效探測。

探月的價值絕不僅僅是科研價值那麼簡單。比如,它就能帶來顯著的民用效應,帶動多個領域的技術進步,促進材料、計算機、通訊等一大批高科技行業發展。通過一系列高科技專利轉為民用,能夠切實造福普通人的生活。

從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖,到嫦娥二號首次實現我國對小行星的飛越探測,再到嫦娥三號成功實現落月夢想、嫦娥四號實現月球背面軟著陸……探月工程自2004年啟動以來取得一個又一個突破,對我國月球及深空探測乃至航天事業的持續發展具有重大意義。

據了解,未來探月工程三期,還將實施兩次採樣返回任務,分別命名為嫦娥五號和嫦娥六號任務,將首次採用無人月球軌道交會對接方式實現月面自主採樣返回。(人民日報中央廚房·麻辣財經工作室)

(責編:呂騰龍、程宏毅)
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