揭开月球另一壁的面纱 奔向月球反面的嫦娥四号

字体 2018-12-12 14:27:01
     泉源: 灼烁日报  

嫦娥奔月的陈腐神话在今世中国重新归纳,并不停延伸出新的“版本”。12月8日破晓2时23分,我国探月工程再次动身——嫦娥四号乐成发射。与以往任何一次纷歧样,嫦娥四号终极将下降在月球反面,完成人类初次月球反面软着陆和巡视探测。“这将是发明历史的庞大成绩。”中国迷信院月球与深空探测总体部主任邹永廖表现。

从20世纪50年月起,人类从未制止探月的步调,发射到月球的探测器曾经有100多个,但至今没有一个在月球反面着陆并举行探测。现在有关月球反面的信息都是经过遥感探测和所照相片得到的,比力无限。对付人类来说,月球反面不停是一片秘密地带。当我们对月球正面的了解渐渐深化的时间,对另一壁却知之甚少,嫦娥四号将第一次近间隔地揭开它的面纱。

月球反面的魅力

许多人大概并不晓得,嫦娥四号最开端是嫦娥三号的备份。“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实验队副队长、项目照料谭梅回想,结果嫦娥三号使命很乐成,于是带来另一个题目:下一发射使命(即嫦娥四号)究竟怎样做?有迷信家发起将探测器落到月球反面,也有人发起落到月球南极。颠末论证,末了挑选了月球反面。

由于月球的自转周期恰恰即是公转周期,因而它的一壁总是朝向地球,另一壁总是背向地球,人类在地球上只能看到月球的正面,看不到反面。这个看不见的一壁,对我们了解月球乃至宇宙很紧张。由于无论是物质身分、形貌结构上照旧岩石年事,月球反面和正面都有很大的差别。“从团体上看,月球反面的岩石越发陈腐。获取更陈腐的岩石范例等物质身分信息,对我们相识月球的演化历程有很大资助。”邹永廖说。

凭据方案,嫦娥四号将会下降到90%的面积都漫衍在月球反面的艾肯盆地上。月球分为三大地体,即克里普岩地体、斜长洼地岩地体、艾肯盆地地体。“前两个地体美国、苏联都曾着陆和探测过,只要艾肯盆地地体没有近间隔探测过,是一块童贞地,在迷信上会有许多新的发明。”邹永廖表明,艾肯盆地是整个太阳系固体天体中最大最深的盆地,直径大约2500公里,深度约12公里,对其举行探测可以获取月球深部物质的信息。

别的,艾肯盆地现在被迷信界以为是39亿年前撞击构成的。在太阳系构成的46亿年历史里,撞击十分多,39亿年前恰好是撞击的峰值。“根据通例实际,撞击密度、频度、强度应该是越早越大,为什么这个峰值呈现在39亿年而不是更早?到艾肯盆地展开精致探测,大概可以解开39亿年撞击峰值这个迷信之谜。”邹永廖很等待。

到月球反面另有一个紧张缘故原由,即展开低频射电地理观察。“这一目的是地理学家求之不得的,可以弥补射电地理范畴上在低频观察段的空缺。”邹永廖表明,由于地球电磁情况的缘故原由,在月球正面展开低频射电观察结果很欠好。月球反面的电磁情况十分洁净,为展开空间迷信范畴最前沿的低频射电地理观察与研讨提供了抱负场合。

落月球反面不容易

“一把就间接落到月球反面”,这是其时嫦娥四号使命确定后各人作出的决议。谭梅用了一个词来描述这个决议——“艺高胆小”。由于,要一次就完成在月球反面着陆和巡视探测,并不容易。

起首,必需确保嫦娥四号能被正确地送到预定轨道。嫦娥四号要发射到远所在约42万公里的轨道,比嫦娥三号38万公里的轨道更远,对火箭入轨精度的要求也更高。中国航天科技团体一院火箭体系总指挥金志强先容,嫦娥四号只要一连两天的发射窗口(最佳发射工夫),这两天里每天有两个发射窗口。一样平常的卫星发射窗口大约是一个小时乃至更永劫间,但嫦娥四号一天里的发射窗口只要3分钟,此中第一个发射窗口有用宽度2分钟,46分钟落伍入第二个发射窗口,窗口宽度仅1分钟,必需在这两天的3分钟内发射。“要是第一次没有打上去,必需装配查抄,要花失不少工夫,一定会错过剩下的窗口期。”

为了确保定时发射和正确入轨,科研职员对火箭的牢靠性举行了革新。与嫦娥三号相比,嫦娥四号的火箭一共举行了65项技能革新,漫衍在发起机、控制体系、丈量体系、箭体布局、增压运送体系、发射支持体系等13个箭上和空中分体系。并且,针对窄窗口发射、夏季发射等特性展开专题危害剖析,订定了520项预案。

进入预定轨道,终极可否正确下降到月球反面并开端巡视探测,又是一个困难。嫦娥四号在月球反面软着陆,但将受月球本身遮挡,无法间接与地球举行测控通讯和数据传输。也便是说,我们与嫦娥四号见不着面、对不上话。怎样办?

办理措施是建一个“通讯中继站”,让嫦娥四号的通讯数据经过中继站发往地球。不外,中继星的地位必需处于地球与月球引力均衡的均衡点,即地月拉格朗日L2点,此前国际上没有过发射和运转在该地位的卫星。但中国航天人总是能迎难而上。2018年5月,嫦娥四号中继星乐成发射并进入围绕L2点的任务轨道,它有一个很抽象的名字——“鹊桥”,即为地月通讯搭建桥梁。

有了“鹊桥”,嫦娥四号可以担心地登上月球反面。在嫦娥四号动力降落当前,空中无法“看到”着陆器大概巡视器,各项测控事情都将经过中继星来完成,包罗数据吸收、形态监督以及对月球车在巡视历程中的操纵控制等。

等待新的迷信发明

要是统统顺遂,嫦娥四号探测器后续将履历地月转移、近月制动、环月飞行,终极完成人类初次月球反面软着陆,展开月球反面就位探测及巡视探测。当落地的那一刻,我们等待什么?

我们为嫦娥四号挑选了月球反面如许一个目标地,这个目标地报告了我们要做什么、等待什么。凭据方案,嫦娥四号的迷信使命重要是展开月球反面低频射电地理观察与研讨;展开月球反面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层布局探测与研讨;实验性展开月球反面中子辐射剂量、中性原子等月球情况探测研讨。

专家表现,经过低频射电地理观察,我们可以研讨宇宙劈头和星球劈头等;对月球低质的探测和分析,我们可以进一步了解月球的演化细节,乃至发明新的岩石、物质范例等;对月表情况里的中子辐射剂量、中性原子等的探测,我们可以研讨宇宙粒子辐射和太阳风,为开辟月球和载人登月做预备,还可以探求水资源。

固然,嫦娥四号的迷信目的远不止于此。“对付任何一个地外天体而言,探测其空间和外貌情况、地形地貌、物质身分、外部布局等,是远远不敷的,还应从比力行星学的要领论动身,体系地展开对地球、火星、月球等天体的比力研讨,如许才气更好地了解它们。从这个意义上讲,嫦娥四号对后续深空探测有紧张意义。”邹永廖说。(本报记者陈海波)


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编辑:任梓嘉

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