“嫦娥”四號(hào)再次奔月 將首登月球背面

備受期待的年終“航天大戲”終于來(lái)了。

12月8日2時(shí)23分，嫦娥四號(hào)探測(cè)器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心出發(fā)，向遙遠(yuǎn)的月球飛去，人類首次月球背面軟著陸巡視探測(cè)的大幕正式拉開。

千百年來(lái)，月亮一直是人類心中的神秘之所，思鄉(xiāng)的情懷、探索宇宙的渴望，都交織在“舉頭望明月”的目光中。此前，我國(guó)探月工程也曾分別實(shí)施嫦娥一號(hào)、嫦娥二號(hào)、嫦娥三號(hào)等任務(wù)，對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)。然而，中國(guó)人及其探測(cè)器目光所及之處，僅僅是月亮的正面。

月球背面究竟是什么樣，嫦娥四號(hào)將第一次“身臨其境”地“觸摸”它。

此前100多個(gè)人類探測(cè)器都未曾到過“背面”？

很多人看過月球照片，也見過大大小小的月球模型，卻很難想象，站在地球上的人類自己，竟然看不到月亮的背面。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁給出過這樣一個(gè)解釋：由于月球的自轉(zhuǎn)周期恰好等于公轉(zhuǎn)周期，且都是逆時(shí)針方向，加上被地球潮汐鎖定，地球強(qiáng)大的引力讓月球總是一面朝向地球——所以站在地球上的人類，只能看見月球的正面，而背面永遠(yuǎn)也看不見。

要想看到，人類只能借助科學(xué)技術(shù)，“延伸自己的視力”。比如，研制能夠飛向太空的探測(cè)器。

1959年10月7日，蘇聯(lián)“月球三號(hào)”探測(cè)器傳回月球背面的第一張照片后，月球背面的“真容”第一次被揭開了。

依照這些珍貴的照片資料，蘇聯(lián)在1960年11月6日出版了第一份月球背面地圖;一年之后，蘇聯(lián)又制作了第一個(gè)月球儀，更加清晰地呈現(xiàn)出月球背面的初步特征。

乍一看，月球背面這張“面孔”并不漂亮，隕石坑的數(shù)量比月球正面要多得多，放眼望去隨處可見，密密麻麻;月球背面的“皺紋”也比較多，布滿了溝壑、峽谷和懸崖，而月球正面相對(duì)平坦的地方比較多。

那里還有幾處巨大的“暗瘡”，與月面的普通物質(zhì)相比，月背暗斑中的物質(zhì)有很大不同，這種現(xiàn)象似乎能夠說(shuō)明月球背面由于毫無(wú)遮攔地暴露在太空里，而遭遇了大量天體的直接撞擊。

1965年7月20日，蘇聯(lián)“探測(cè)器三號(hào)”傳送回了25張畫質(zhì)更好的月球背面照片，從照片中可以看到月球背面有一條長(zhǎng)數(shù)千百米的鏈狀隕石坑。

至于人類第一次與月球背面“面對(duì)面”，則發(fā)生在3年后，即1968年。那是“阿波羅八號(hào)”進(jìn)行載人登月任務(wù)試驗(yàn)時(shí)，宇航員威廉·安德斯看到的。

按照他的描述，“月球背面看起來(lái)像我在孩提時(shí)玩過的沙堆，它們?nèi)急环饋?lái)，沒有邊界，到處是一些碰撞痕和坑洞”。

從那時(shí)開始，“阿波羅十號(hào)”一直到“阿波羅十七號(hào)”的宇航員都曾看到過月球的背面。

然而，60年過去，人類已經(jīng)發(fā)射了100多個(gè)月球探測(cè)器，其中包括65個(gè)月球著陸器，卻僅有不載人的環(huán)繞月球軌道器和載人的阿波羅號(hào)“看到過”月球背面。

換句話說(shuō)，至今沒有任何一個(gè)月球探測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)在月球背面軟著陸，目前得到的有關(guān)月球背面信息，也都是通過遙感探測(cè)和所拍照片獲得的。

探月工程副總指揮、國(guó)家國(guó)防科工局探月與航天工程中心主任劉繼忠說(shuō)，“正因如此，關(guān)于月球背面存在著許多猜測(cè)，并出現(xiàn)在各種科幻小說(shuō)和電影中。”

而這，也是中國(guó)選擇將嫦娥四號(hào)送到月球背面的一個(gè)原因：一探究竟。

把“天文臺(tái)”搬到了月球背面？

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)航天科技集團(tuán)科技委主任包為民告訴記者，曾有人問他，為什么一定要到月球背面去，甚至還有不少人說(shuō)：“美國(guó)人都登月了，為什么中國(guó)還要探測(cè)月球?”

他說(shuō)，過去人類探月只探測(cè)了一些局部區(qū)域，到月球背面去，就可能發(fā)現(xiàn)一些在月球正面沒有得到的數(shù)據(jù)，而這具有“發(fā)現(xiàn)”意義。

比如，月球背面是個(gè)“厚臉皮”——其月殼從整體來(lái)講比正面更厚一些，但究竟是什么原因?qū)е略職ず穸炔灰粯?，眾說(shuō)紛紜，成為天文學(xué)界的未解之謎。

在中國(guó)科學(xué)院月球與深空探測(cè)總體部主任鄒永廖看來(lái)，這個(gè)“看不見”的一面，對(duì)人類認(rèn)識(shí)月球甚至宇宙都十分重要，因?yàn)闊o(wú)論是物質(zhì)成分、形貌構(gòu)造，還是巖石年齡，月球背面和正面都有很大差異。

他還表示，針對(duì)月球背面的探測(cè)，還可以推動(dòng)月基科學(xué)研究的不斷深入。

月球背面沒有來(lái)自地球無(wú)線電波的干擾，是進(jìn)行射電天文觀測(cè)的最佳場(chǎng)所，如果能利用這一自然地形架設(shè)無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡，就好比把“天文臺(tái)”搬到了月球背面。“這是天文學(xué)家夢(mèng)寐以求的，可以填補(bǔ)射電天文領(lǐng)域在低頻觀測(cè)段的空白。”鄒永廖說(shuō)。

按照計(jì)劃，嫦娥四號(hào)著陸器在月球背面軟著陸后，將開展月基低頻射電天文觀測(cè)研究，可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)月球的演化細(xì)節(jié)，研究宇宙起源和星球起源等;而對(duì)月表環(huán)境里的中子輻射劑量、中性原子等探測(cè)，可以研究宇宙粒子輻射和太陽(yáng)風(fēng)，預(yù)計(jì)可獲得一批原創(chuàng)性科學(xué)成果。

月球背面探測(cè)，還將有助于推動(dòng)月球資源的研究和開發(fā)利用。鄒永廖說(shuō)，月球蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)和能源資源，而開發(fā)和利用月球資源，是人類探測(cè)月球的源動(dòng)力之一。

近年來(lái)，美國(guó)等國(guó)家相繼制定了月球背面資源調(diào)查研究計(jì)劃。鄒永廖說(shuō)，通過嫦娥四號(hào)對(duì)著陸區(qū)地形地貌、礦物組分、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)、地幔物質(zhì)等進(jìn)行科學(xué)探測(cè)與研究，將為月球資源的開發(fā)利用提供極有價(jià)值的第一手資料。

當(dāng)然，嫦娥四號(hào)的科學(xué)和工程目標(biāo)遠(yuǎn)不止于此。

鄒永廖認(rèn)為，對(duì)于任何一個(gè)地外天體而言，探測(cè)其空間和表面環(huán)境、地形地貌、物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)從比較行星學(xué)的方法論出發(fā)，系統(tǒng)地開展對(duì)地球、火星、月球等天體的比較研究，這樣才能更好地認(rèn)識(shí)它們。“從這個(gè)意義上講，嫦娥四號(hào)對(duì)后續(xù)深空探測(cè)有重要意義。”

此次任務(wù)落月點(diǎn)是一塊“處女地”？

嫦娥四號(hào)探測(cè)器由航天科技集團(tuán)五院負(fù)責(zé)總研制，按照該院科研人員的說(shuō)法，由于月球背面探測(cè)的難度，嫦娥四號(hào)要完成前無(wú)古人的月球背面之旅，面臨幾大技術(shù)難點(diǎn)：地月拉格朗日L2平動(dòng)點(diǎn)軌道精確設(shè)計(jì)與控制，地月拉格朗日L2點(diǎn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)中繼，復(fù)雜地形環(huán)境下的安全著陸等。

要突破這些技術(shù)難點(diǎn)，我國(guó)航天界不得不為此完成3個(gè)國(guó)際首次：首次月球背面軟著陸和巡視探測(cè)、首次月球拉格朗日L2點(diǎn)中繼與探測(cè)、首次月基低頻射電天文觀測(cè)，以及國(guó)內(nèi)首次實(shí)測(cè)月夜期間淺層月壤溫度。

“這一重大科學(xué)創(chuàng)新工程的實(shí)施，將推動(dòng)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。”劉繼忠說(shuō)，從表面上看，在月球背面和正面著陸在“落月”本質(zhì)上沒有區(qū)別，實(shí)際上，實(shí)現(xiàn)在月球背面軟著陸和巡視探測(cè)，是工程技術(shù)和空間科學(xué)的雙重跨越和創(chuàng)新。

根據(jù)計(jì)劃，嫦娥四號(hào)將會(huì)降落到90%的面積都分布在月球背面的艾肯盆地上。

月球分為三大地體，即克里普巖地體、斜長(zhǎng)高地巖地體、艾肯盆地地體，其中前兩個(gè)地體美國(guó)、蘇聯(lián)都曾著陸和探測(cè)過，只有艾肯盆地地體沒有近距離探測(cè)過。鄒永廖說(shuō)：“這里可謂一塊‘處女地’，在科學(xué)上會(huì)有很多新的發(fā)現(xiàn)。”

他進(jìn)一步解釋，艾肯盆地是目前發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系固體天體中最大最深的盆地，直徑大概2500公里，深度約12公里，對(duì)其進(jìn)行探測(cè)可以獲取月球深部物質(zhì)的信息。

更讓他感興趣的是，艾肯盆地被科學(xué)界認(rèn)為是39億年前撞擊形成的，但按照常規(guī)理論，撞擊密度、頻度、強(qiáng)度越大，形成時(shí)間應(yīng)該越早，“為什么這個(gè)峰值出現(xiàn)在39億年而不是更早?”

吳偉仁說(shuō)，一般認(rèn)為，這個(gè)盆地有可能是當(dāng)時(shí)宇宙大爆炸或者后來(lái)小天體撞擊形成的，隱含著宇宙最早的一些信息，“在此地探測(cè)，有助于我們獲取月球深部物質(zhì)的信息”。

然而，由于目前還沒有宇航員或月球車登上月球的背面，人類對(duì)它的詳細(xì)情況除了借助照片判斷，其他知之不多。

正在飛向月球的嫦娥四號(hào)，將為人類揭開月球背面的神秘面紗邁出了關(guān)鍵一步。鄒永廖很期待，或許，嫦娥四號(hào)到艾肯盆地開展精細(xì)探測(cè)，就可以打開“39億年撞擊峰值”這個(gè)科學(xué)之謎。

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