揭开月球另一壁的面纱——奔向月球背面的嫦娥四号

 联系我们     |      2018-12-08 19:10

  憧憬新的科学发现

  “一把就直接落到月球背面”,这是那时嫦娥四号义务确定后行家作出的决定。谭梅用了一个词来形容这个决定——“艺高胆大”。由于,要一次就实现在月球背面着陆和巡视探测,并不容易。

  为了确保按期发射和实在入轨,科研人员对火箭的郑重性进走了改进。与嫦娥三号相比,嫦娥四号的火箭统统进走了65项技术改进,分布在发动机、限制体系、测量体系、箭体组织、添压输送体系、发射声援体系等13个箭上和地面分体系。而且,针对窄窗口发射、冬季发射等特征开展专题风险分析,制定了520项预案。

  到月球背面还有一个主要因为,即开展矮频射电天文不都雅测。“这一现在标是天文学家梦寐以求的,能够填补射电天文周围上在矮频不都雅测段的空白。”邹永廖注释,由于地球电磁环境的因为,在月球正面开展矮频射电不都雅测凶果很不益。月球背面的电磁环境专门清洁,为开展空间科学周围最前沿的矮频射电天文不都雅测与钻研挑供了理想场所。

  有了“鹊桥”,嫦娥四号能够坦然地登上月球背面。在嫦娥四号动力降落以后,地面无法“望到”着陆器或者巡视器,各项测控做事都将经历中继星来完善,包括数据授与、状态监视以及对月球车在巡视过程中的操作限制等。

  揭开月球另一壁的面纱  ——奔向月球背面的嫦娥四号

  从20世纪50年代首,人类从未休止探月的步伐,发射到月球的探测器已经有100众个,但至今异国一个在月球背面着陆并进走探测。现在相关月球背面的新闻都是经历遥感探测和所拍照片获得的,比较有限。对于人类来说,月球背面一向是一片奥秘地带。当吾们对月球正面的意识逐渐深入的时候,对另一壁却知之甚少,嫦娥四号将第一次近距离地揭开它的面纱。

  倘若总共顺当,嫦娥四号探测器后续将经历地月迁移、近月制动、环月飞走,终极实现人类首次月球背面柔着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测。当落地的那一刻,吾们憧憬什么?

  落月球背面不容易

  吾们为嫦娥四号选择了月球背面云云一个方针地,这个方针地通知了吾们要做什么、憧憬什么。根据计划,嫦娥四号的科学义务主要是开展月球背面矮频射电天文不都雅测与钻研;开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月外浅层组织探测与钻研;试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测钻研。

  行家外示,经历矮频射电天文不都雅测,吾们能够钻研宇宙首源和星球首源等;对月球矮质的探测和剖析,吾们能够进一步意识月球的演化细节,甚至发现新的岩石、物质类型等;对月外环境里的中子辐射剂量、中性原子等的探测,吾们能够钻研宇宙粒子辐射和太阳风,为开发月球和载人登月做准备,还能够追求水资源。

  由于月球的自转周期正好等于公转周期,所以它的一壁总是朝向地球,另一壁总是背向地球,人类在地球上只能望到月球的正面,望不到背面。这个望不见的一壁,对吾们意识月球甚至宇宙很主要。由于不论是物质成分、形貌组织上照样岩石年龄,月球背面和正面都有很大的不同。“从集体上望,月球背面的岩石更添迂腐。获取更迂腐的岩石类型等物质成分新闻,对吾们晓畅月球的演化过程有很大协助。”邹永廖说。

  此外,艾肯盆地现在被科学界认为是39亿年前撞击形成的。在太阳系形成的46亿年历史里,撞击专门众,39亿年前正益是撞击的峰值。“听命通例理论,撞击密度、频度、强度答该是越早越大,为什么这个峰值出现在39亿年而不是更早?到艾肯盆地开展邃密探测,能够能够解开39亿年撞击峰值这个科学之谜。”邹永廖很憧憬。

  进入预定轨道,终极能否实在降落到月球背面并最先巡视探测,又是一个难题。嫦娥四号在月球背面柔着陆,但将受月球自己遮盖,无法直接与地球进走测控通信和数据传输。也就是说,吾们与嫦娥四号见不着面、对不上话。怎么办?

  解决手段是建一个“通信中继站”,让嫦娥四号的通信数据经历中继站发去地球。不过,中继星的位置必须处于地球与月球引力均衡的均衡点,即地月拉格朗日L2点,此前国际上异国过发射和运走在该位置的卫星。但中国航天人总是能迎难而上。2018年5月,嫦娥四号中继星成功发射并进入环绕L2点的使命轨道,它有一个很现象的名字——“鹊桥”,即为地月通信搭建桥梁。

  嫦娥奔月的迂腐神话在现代中国重新演绎,并赓续延迟出新的“版本”。12月8日早晨2时23分,吾国探月工程再次起程——嫦娥四号成功发射。与以去任何一次纷歧样,嫦娥四号终极将降落在月球背面,实现人类首次月球背面柔着陆和巡视探测。“这将是创造历史的伟大收获。”中国科学院月球与深空探测总体部主任邹永廖外示。

  月球背面的魅力

    (本报记者 陈海波)

  最先,必须确保嫦娥四号能被实在地送到预定轨道。嫦娥四号要发射到远地点约42万公里的轨道,比嫦娥三号38万公里的轨道更远,对火箭入轨精度的请求也更高。中国航天科技集团一院火箭体系总指挥金志强介绍,嫦娥四号只有赓续两天的发射窗口(最佳发射时间),这两天里每天有两个发射窗口。清淡的卫星发射窗口也许是一个幼时甚至更长时间,但嫦娥四号镇日里的发射窗口只有3分钟,其中第一个发射窗口有效宽度2分钟,46分钟后进入第二个发射窗口,窗口宽度仅1分钟,必须在这两天的3分钟内发射。“倘若第一次异国打上去,必须拆卸检查,要花失踪不少时间,一定会错过剩下的窗口期。”

  很众人能够并不清新,嫦娥四号最最先是嫦娥三号的备份。“一旦嫦娥三号有变故,嫦娥四号就顶上。”嫦娥四号探测器飞控试验队副队长、项现在顾问谭梅回忆,终局嫦娥三号义务很成功,所以带来另一个题目:下一发射义务(即嫦娥四号)到底怎么做?有科学家提出将探测器落到月球背面,也有人提出落到月球南极。经过论证,末了选择了月球背面。

  根据计划,嫦娥四号将会降落到90%的面积都分布在月球背面的艾肯盆地上。月球分为三大地体,即克里普岩地体、斜长高地岩地体、艾肯盆地地体。“前两个地体美国、苏联都曾着陆和探测过,只有艾肯盆地地体异国近距离探测过,是一块处女地,在科学上会有很众新的发现。”邹永廖注释,艾肯盆地是整个太阳系固体天体中最大最深的盆地,直径也许2500公里,深度约12公里,对其进走探测能够获取月球深部物质的新闻。

  天然,嫦娥四号的科学现在标远不止于此。“对于任何一个地外天体而言,探测其空间和外观环境、地形地貌、物质成分、内部组织等,是远远不足的,还答从比较走星学的手段论起程,体系地开展对地球、火星、月球等天体的比较钻研,云云才能更益地意识它们。从这个意义上讲,嫦娥四号对后续深空探测有主要意义。”邹永廖说。