【探月工程】嫦娥四号登陆月球背面有几巴闭? 十大看点话你知
由中国研制的嫦娥四号探测器自上月8日升空后,终于今日(3日)登陆月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界首张近距离拍摄的月背影像图,这亦是首次有人类探测器在月球背面软着陆。
此次嫦娥四号成功登陆月球背面,媒体总结主要有以下十大看点:
看点一:为甚么选择探测月球背后?
从人类首次看到月亮至今,月球的月相变化、月球表面的“图案”其实从来没变过。因为月球的自转与公转同步,因此月球始终以同一面朝向地球。
虽然由于月球天平动和视差现象人类可以瞥见一小部份的月球背面,但绝大部分的月背面其实都是看不到的。需要注意的是,月球背面也能被太阳照到,并不“暗”,只不过人类看不到而已。
看点二:选择著陆月球背面,是因为相对更难
美国、苏联过去进行太空竞赛,均主要以探索月球正面为主。人类过去已曾经派过约20个着陆器探索月球正面,但就一直未有派出着陆器探索月球背面,这是因为在月球背面着陆的难度远远大于正面。不过,这次嫦娥四号成功登陆月球背面就显示出“不是因为它简单,而是因为它更难”的中方表态。
看点三:月球背面探测对科研界的影响
月球背面几乎全是环形山及陨石坑(97.5%),分布比月球正面多(69%),形成原因和目前的情况只有理论解释,缺乏实地验证;
月球背面南极-艾特肯盆地,是太阳系第二大超级陨石坑,早在1998年,NASA的月球勘探者号就发现这里存在水冰,而且更接近月球最原始的情况;
嫦娥四号实际著陆地点位于该区域中部的冯·卡门环形山,它以钱学森的恩师名字命名。这里经过了强烈碰撞,极可能曾经被熔岩淹没,各类物质含量丰富,或许留有月幔最原始的成分,保留了月球最深层的秘密;
“月球上氦三能量开发可供人类能源需求XX万/亿年”的说法,过去不时广传,而理论上月球背面环境更容易产生氦三;
月球背面有天然的“屏蔽”,没有任何来自地球的辐射干扰,这意味着它有着无比完美的安静环境做天文观测;
月球背面的月壤也极有可能与正面大不相同。
这基本意味着第一个实现月球背面着陆的探测器将会收获众多独特的科研成果,对世界航天和天文界都将是巨大的贡献。
看点四:嫦娥四号探测器的讯号被月球挡住了的应对方法
嫦娥四号探测器可透过早已布置好的讯号中继卫星,作全程讯号支持。从上个世纪六十年代开始,美国NASA就一直在提设想、论证,但从未实践过。目前,中国已经完成了这一任务,中国早在2018年5月份就成功部署“鹊桥号”中继卫星,在月球背后6.5万公里之外的地月拉格朗日二点附近Halo轨道簇上运行。这是人类历史上首个月球讯号中继卫星,架起了地球和月球背后的“鹊桥”,它将全程见证嫦娥四号的探测过程,也将负责嫦娥四号的全程通讯。
看点五:著陆区域到底有多复杂?
月球背面陨石坑密布、尤其南极-艾特肯盆地的地形和高程图异常复杂,对各种配合着陆传感器的系统要求很高,特别是高度方面的变化速度超过了以往任何一次着陆,最大落差高达16.1公里。冯·卡门环形山属于其中一块核心区域,对嫦娥四号而言相当于翻越崇山峻岭来找它。为了成功着陆并释放月球车探测,过程中所克服的难度和意义可想而知。
看点六:为甚么嫦娥四号4天就到月球,还迟迟不著陆?
嫦娥四号早在2018年12月8日就出发,使用了中国目前深空探测的最强火箭长三乙改III型。3.8吨重的它仅花了4天14小时16分钟就完成了发射、轨道校正、近月制动、进入工作轨道,是四次主要任务中最短的一个。但依然等到了2019年1月3日才进行著陆任务。
这是为了等待时机。由于月球被潮汐锁定,自转与公转相同,导致它的一天就是一年,一半是黑夜一半是白天。换做地球时间就是近14天交替的白天黑夜。在进入月球轨道后,嫦娥四号一边测试仪器,一边等待月球进入白天,毕竟它的主要能量来源是太阳能。
看点七:嫦娥四号著陆怎么“走位”?
由于降落的难度大大增加,嫦娥四号的著陆方式也将作出改动。由于著陆地的独特地貌特点,它的避障需求远高于其他着陆任务。嫦娥四号其间要完成避障、悬停、精避障、缓速降落全过程,难度极大,这么一个复杂的“走位”,对自主导航制导与控制要求极高。
看点八:嫦娥四号的能量怎么来?
嫦娥四号主要采用太阳能电池板和充电电池组合,是很多月球探测器的基本配备。在月球的白天时份,月球上太阳能极其充沛,太阳能电池板充电,剩余电能储蓄下来,所有系统正常工作。晚上能量不足,只能冬眠或降低工作强度。
为应对夜晚过低的温度,探测器还需要携带放射性同位素元素钚-238,其半衰期长达88年,会源源不断释放热量,做保温用,嫦娥三号即是如此。同时,其热量也可以收集起来用以发电。而在嫦娥四号上,中国将首次实验自己的“核电池”技术。
看点九:逆袭的备份
嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份版本,但毫无疑问目前其科学和工程目标都大大超出了前者。在嫦娥四号动力下降过程中,它需要鹊桥号配合完成全部动作,这就要求对星上传感器和核心降落辅助设备进行全新升级。
基于过往经验,嫦娥四号对月球车进行了一定改进,以延长使用寿命,扩大科研成果。太阳能帆板系统也升级为高效三结砷化镓材料,能量来源更强劲。此外,在科学仪器上,为充分利用月球背后的“干净”天文观测条件,新增了探测中子及辐射剂量、低频射电和中性原子等一系列设备。除了科研,它还携带了一个以科普为主要目标的月面微型生态圈,里面有几种生物,也是人类首次进行月面生物实验。
看点十:国际合作大突破
嫦娥四号任务的火箭整流罩上有众多国际机构,可以看出这是个高度国际化的任务。 在科学方面,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,月球小型光学成像探测仪是与沙特合作。 在任务成功后,嫦娥四号收集来的一手科研数据将会对外全部公开,欢迎全世界科学家共同研究。
日媒:中国在开发月球资源占优势
据日媒《日本经济新闻》指,21世纪以来,目前成功让探测器在月球著陆的只有中国,并指在全世界展开月球探测和开发竞争的背景下,中国已经领先一步。 日媒《朝日新闻》亦报道指,中国此次的举动为未来中国在资源开发领域占据优势奠定了基础,中美间在宇宙开发领域的霸权争夺呈现出白热化的趋势。
文章称,有学者指出,月球的北极南极地带太阳光照射不到的地区存在着水资源,月球表面还有可能存在著重要的核燃料氦3。中国在月球研究领域取得的优势,未来能在资源开发中体现出来。