嫦娥四號探測器順利升空,開啟了人類史上首次造訪月球背面的探索之旅。它將為人類逐步揭開月球背面的神秘面紗邁出關(guān)鍵一步。由于月球背面探測的難度,嫦娥四號任務(wù)也將助推我國航天和相關(guān)學(xué)科技術(shù)的突破。
12月8日,嫦娥四號探測器順利發(fā)射升空,后續(xù)它將進行人類歷史上首次月球背面軟著陸,展開月球背面就位探測及巡視探測,開啟中國探月工程全新旅程。
據(jù)航天科技集團五院(以下簡稱“五院”)介紹,作為嫦娥三號的備份或者復(fù)制品,嫦娥四號與其并不雷同,它有著自己的獨特之處。
首先,針對嫦娥三號在執(zhí)行任務(wù)中暴露的一些問題,科學(xué)家們自然要為嫦娥四號及時打好“補丁”。
首先是月球車的電纜鉤掛系統(tǒng)。在月球上溫差達300攝氏度的情況下,裸露在外的電纜極易出現(xiàn)故障,嫦娥四號月球車進行了電纜最小化裸露改進,提升了月球車整體可靠性。
其次,針對月球背面軟著陸的任務(wù)特殊性,嫦娥四號也有很多的改變。比如,與月球正面較為平坦的地勢相比,月球背面地形更復(fù)雜、隕石坑更多、地勢更陡峭。落月時,嫦娥四號需要更加敏捷的“身形”,科研人員就對它下降過程中的控制策略進行了調(diào)整。
此外,為提高此次嫦娥奔月任務(wù)的安全性、可靠性,科研人員們還提升了著陸器和巡視器的“自主能力”,給予嫦娥四號一顆更聰明的“大腦”。探測器本身“自主能力”提高后,短時間的通信中斷不會對任務(wù)產(chǎn)生影響。
據(jù)了解,嫦娥四號會在月球背面艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)軟著陸,并開展著陸巡視探測。那么,月球背面很大,嫦娥四號為何偏偏選在那里“安家”呢?
12月8日2時23分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功發(fā)射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程
五院專家介紹,為滿足月球地質(zhì)研究的需要,嫦娥四號“安家”地點需選擇在地質(zhì)現(xiàn)象豐富或成熟月壤區(qū)和礦產(chǎn)資源豐富的地區(qū),如月海和高地的接觸帶、大型山脈、典型撞擊坑構(gòu)造區(qū)域等。航天專家經(jīng)過深入選址,認為南極艾特肯盆地符合以上條件,將有利于獲取更多的月球背面的地質(zhì)信息。
另外,為保證著陸器在月面上著陸后不翻跟頭,月面軟著陸場必須選在相對平坦的區(qū)域。除了平坦之外,還需良好的“采光”:南極艾特肯盆地的緯度和嫦娥三號在月球正面落月的緯度基本相同,能確保探測器獲得足夠的能源,又能避免月晝帶來的高溫影響。
因此,航天專家最終選擇了靠近月球的南極艾特肯盆地。
嫦娥四號為什么要到月球背面軟著陸巡視探測?有什么重要意義?五院專家說,可從四方面理解。
一是推動航天強國建設(shè)的重大舉措。嫦娥四號實施月球背面軟著陸巡視探測,不是簡單落在月背的一小步,而是中國航天努力邁向領(lǐng)跑的一大步,對于促進深空探測后續(xù)任務(wù)的實施具有重大意義。
二是深入推動月基科學(xué)研究。月球背面沒有來自地球的無線電波的干擾,是進行射電天文觀測的最佳場所。如果能利用這一自然地形架設(shè)無線電望遠鏡,就好像把“天文臺”搬到了月球背面,還可以獲得一批原創(chuàng)性的科學(xué)成果。
三是深入推動月球資源的開發(fā)利用研究。嫦娥四號通過對著陸區(qū)地形地貌、礦物組份、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)、地幔物質(zhì)等進行科學(xué)探測與研究,將為月球資源的開發(fā)利用提供極有價值的第一手資料。
四是實現(xiàn)航天和相關(guān)學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。嫦娥四號將實現(xiàn)國際首次月球背面軟著陸和巡視探測,國際首次月球拉格朗日L2點中繼與探測,國際首次月基低頻射電天文觀測和國內(nèi)首次實測月夜期間淺層月壤溫度。這一重大科學(xué)創(chuàng)新工程的實施,無疑將推動航天技術(shù)和其他科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。
由于月球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等,加上被地球潮汐鎖定,地球強大的引力讓月球總是一面朝向地球,我們在地球上只能看見月球正面,看不見背面。因此,對于人類來說,月球背面如同“秘境中的秘境”,靜待世人探索。嫦娥四號首次實現(xiàn)月球背面軟著陸和巡視勘察,迎接它的將是怎樣的環(huán)境?
五院專家介紹,乍一看,月球背面一張“麻子臉”,隕石坑的數(shù)量比月球正面要多得多。此外還布滿了溝壑、峽谷和懸崖,而月球正面相對平坦的地方比較多。
另外還有幾處巨大的“痤瘡”,暗斑中的物質(zhì)與月面的普通物質(zhì)相比,有很大不同。這種現(xiàn)象似乎能夠說明,月球背面由于毫無遮攔地暴露在太空中,因而遭遇了大量天體的直接撞擊。經(jīng)年累月,月球就像一個盾牌,為地球擋住了隕石,守護地球安全。
整體來講,月球背面的月殼比正面要厚。至于原因,眾說紛紜。不過,“厚臉皮”為月球背面的“白膚色”提供了佐證:照片顯示,月球背面巨大的隕石坑都呈現(xiàn)出白色,好像從來沒有暗色的熔巖從上面流過??茖W(xué)家研究認為,由于月球背面的月殼很厚,熔巖無法溢出,而正面月殼很薄,熔巖很容易破縫流淌在表面,所以顏色比正面要“白皙”得多。
此外,月球背面只有3個月海,名字分別叫東海、莫斯科海和智海,而月球正面月海很多;月球背面巨大綿延起伏的山巒,也不像月球正面那么多。
當(dāng)我們看到整個月球正面的時候,即月中的滿月時,它的另一面是黑暗的;當(dāng)我們看不見它的時候,即月初沒有月亮的時候,它的另一面是陽光普照的。
由于目前還沒有宇航員或月球車登上月球背面,因此,除了借助照片判斷,我們對它的其他情況了解得不多。嫦娥四號探測器,正為人類逐步揭開月球背面的神秘面紗邁出關(guān)鍵一步。