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嫦娥四号奔向月球背面
2018-12-10 阅读次数:

  12月8日2时23分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终实现人类首次月球背面软着陆,开展月球背面就位探测及巡视探测,并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星,实现月球背面与地球之间的中继通信。
  作为嫦娥三号的备份,原本不在探月工程“绕落回”三部曲计划内的嫦娥四号被科学家“安排”去了月球背面。
  月球由于自转与公转周期相同,始终只有一面对着地球。这就好比我们把用一条绳子系着的物体甩起来一样,那个被甩起来的物体总是只有一面朝着绳子的方向。这被称为“潮汐锁定”现象。
  月球背面作为一个看不见的神秘世界,催生了许多和外星人、宇宙飞船、神秘基地、金字塔、神庙有关科幻小说。当然,这些都是不存在的。
  那么,这里为何值得“走一趟”?接受《中国科学报》采访时,中国科学院国家空间科学中心副主任、中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖,详解了嫦娥四号选择月球背面着陆科学上的五大原因。
  原因一:月球背面着陆前所未有
  月球背面那么大,科学家想去看看。
  从上世纪50年代起,人类发射月球探测器已经有100多次。“但是从着陆就位探测来说,月球背面一次都没有。”邹永廖表示,“嫦娥四号一旦成功,标志着国际上首次在月球背面实现着陆和巡视探测,这是创造历史的重大成就。”
  邹永廖介绍:“无论从物质成分上、形貌构造上,还是岩石年龄上,月球正面和背面都有很大的差异。”
  比如,从成分上看,月球正面大约60%的面积,都被一种名为“月海玄武岩”的岩体覆盖,而背面则几乎是另一种岩体——“高地斜长岩”。同时,月球上22个月海中19个较大的月海都分布在月球正面,而月球背面只有东海、莫斯科海、智海等3个很小的月海。从形貌构造上看,月球背面撞击坑的密度明显大于正面。从年龄上看,月球背面则都是更加古老的岩石。
  原因二:艾肯盆地——人类从未去过的“处女地”
  嫦娥四号选择月球背面一个名为“艾肯盆地”的地方着陆。
  目前,科学家把月球的大地构造单元粗略划分为三大地体,即斜长高地岩地体、克里普岩地体和艾肯盆地地体。
  邹永廖指出,斜长高地岩地体和克里普岩地体,美国和前苏联都着陆巡视探测过,只有艾肯盆地地体没有近距离就位探测。“科学家相信,这块区域目前就近距离巡视探测而言,属于一块‘处女地’,在科学上会有很多新的发现。”他说。
  原因三:背面岩石更古老
  “月球背面的岩石更加古老。”邹永廖说。对科学家而言,这无疑是一个好消息。嫦娥四号前往艾肯盆地,必将获取更古老岩石的信息。
  邹永廖表示,从时间维度上,如果我们获取更古老的岩石类型等物质成分信息,将对了解月球的化学成分演化过程大有帮助。
  原因四:揭开“39亿年撞击高峰”之谜
  艾肯盆地直径约2500公里,深度约12公里,90%以上分布在月球背面。“这是目前所知整个太阳系最大、最深的盆地。”他表示。
  对艾肯盆地开展探测有可能揭开“39亿年撞击峰值”的科学之谜。此前,科学家从太阳系撞击历史中发现一个奇特的规律,在地球、月球形成的46亿年历史中,撞击密度、频度和力度最高的时候,并不是最初的46亿年,而是39亿年,其原因困扰科学界已久。
  “据科学家初步分析,艾肯盆地可能就是在39亿年撞击产生的。”邹永廖表示,“嫦娥四号到这里精细探测,也许会为我们打开‘39亿年撞击峰值’这个科学之谜的一扇门。”
  此外,科学家为月球车探测艾肯盆地专门设计了一条“路线”,能够获取地形地貌、物质成分及浅层结构等信息,将在国际上首次建立月球“综合地质剖面”。“这将对了解这个区域的地质演化历史和细节作出重大贡献。”邹永廖说。
  原因五:填补低频射电观测空白
  嫦娥四号将到达的月球背面是天文学家梦寐以求的观测场所,将填补低频射电观测的空白。
  在天文学上,不同频段的电磁波代表着来自宇宙的不同信息。目前,传统光学、红外及射电等波段的天文观测已得到长足发展。由于屏蔽作用,在地面上无法开展低频射电的观测。同时由于地球电磁环境的原因,在月球正面开展低频射电观测效果不理想。
  邹永廖指出:“月球背面的电磁环境非常干净,在那里开展低频射电探测,全世界天文学家都很感兴趣。”
  在天文学家看来,能够在月球上开展低频探测,将对太阳爆发、恒星形成、星系演化及宇宙早期状态等科学问题有新发现。据了解,围绕到月球背面开展低频射电探测,欧洲空间局曾制定过详细目标,但由于种种原因未能实施。
  “中国探月工程率先实现这一目标,我相信在科学上会有很多产出。”邹永廖表示。

 

 

文章来源:科技日报
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