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中國航天工程最受矚目的是嫦娥四號在月球背面的神秘探索!

筆者 東邪

近二十年來,我國在航天方面取得了突飛猛進的發展,從原先的無法實現載人航天到送第一位中國宇航員進入太空,從無法探測

月球

到嫦娥號系列探測器成功在月球著陸,這些成就都實現了從0到1的突破。在眾多航天工程中,最受矚目的應該是探月工程,尤其是嫦娥四號所執行的探月任務,因為這是我國第一次在月球背面進行探索。

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月球背面一直都是神秘的區域,在嫦娥四號之前,沒有其他探測器在背面著陸過。即使是上世紀七十年代的美國宇航員,也只是在進行繞月飛行的時候看到月球背面的大致面貌。而在嫦娥四號成功著陸後,它所釋放出的任務月球車“

玉兔二號

”承擔起了探索月球背面的重任。如今玉兔二號已經在月球上經歷了27個晝夜,長達七百多天,那麼它發現了什麼呢?

為了探測月球背面,需要提前做好什麼準備?

一般情況下,月球和其他星球一樣存在自轉,但由於地球引力的束縛,月球的自轉有些特別,它始終以固定一面面對地球,這一面被稱為月球的正面,而始終背對地球的那一面被稱為背面。美國宇航局在上世紀七十年代初就實現了

載人登月

,之後也陸續開展了一系列的探月活動,但這些活動都是在月球正面進行的,從未有宇航員和探測器在月球背面登陸。

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這是因為登陸背面存在很大的難度,地面控制中心必須和月球探測器保持通訊,然而地面無法直接和月球背面建立起通訊,中間需要搭建起“通訊橋樑”,它就是中繼衛星。中繼衛星的建設難度非常高,以至於上個世紀始終沒有國家能夠完成這一成就。我國早期的探嶽工程也只是在月球正面進行,但到了嫦娥四號,我國提前發射了“鵲橋號”中繼衛星。

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鵲橋號中繼衛星的成功就位解決了地球表面與月球背面通訊困難的問題,在它的幫助下,嫦娥四號才能成功地從地球軌道跨越到月球軌道,然後選中時機在月球表面降落。

為什麼玉兔二號的行動速度那麼慢?

嫦娥四號成功著陸後,在月球表面釋放出了玉兔二號月球任務車。然而玉兔二號在月球上的行動有些出乎意料,它並不能像在地球表面那樣自由運動,這與月球的自然環境有關。首先,月球的晝夜溫差極大,黑夜中的氣溫可以降低到零下130攝氏度,白天的溫度最高可以升到170攝氏度,而玉兔二號在極低溫的環境下無法正常運作,因此它在黑夜時只能進入休眠。

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其次,月球的自轉速度很慢,導致自轉週期達到27個地球日。再加上月球並不存在大氣層,導致宇宙裡的輻射原原本本地施加在儀器和部件上,引起損耗和老化。因此玉兔二號雖然在2019年1月3日就已經和嫦娥四號實現分離,進行獨立探索,但它至今只在月球上度過了27個月晝,相當於780多個地球日。

再次,導致玉兔號行動緩慢的內在原因是,它所攜帶的燃料有限,必須將更多能源提供給各種科學儀器,保證它們的正常運作。為了讓玉兔二號能更穩定、更持久地在月球背面進行探測,地面控制中心會在月球進入黑夜之前就讓玉兔二號進入休眠模式,一方面是為了節省能源,另一方面是保護它,因此玉兔二號在兩年的時間裡只走了650多米。

玉兔二號在月球背面發現了什麼?

儘管玉兔二號在月背的行動速度十分緩慢,但它也向地球傳輸回了許多珍貴的照片和探測資料。其中有一張圖片上出現了一塊特殊的石塊,它看起來就像是插在月球土壤裡的石碑,它的出現吸引了

科學家

和公眾的關注。與周圍的土壤表面相比,這塊“石碑”明顯突出,以至於有網友認為這會不會是月球背面的里程碑。

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然而我國科學家透過初步分析認為,這塊岩石應該是月球表面自然出現的岩石,但它的年齡要比周圍的土壤和石頭更年輕。結合該地區周圍存在較大的隕石坑,有科學家推測該岩石可能是隕石撞擊月球表面後迸發的岩石,然後直接插在月球表面。這種推測並非沒有可能性,因為月球沒有大氣層和磁場,因此表面不存在風、雨等自然因素。

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再加上月球內部的活動早已停止,因此插入土壤的岩石可以保持幾萬年甚至幾百萬年都不變化。美國宇航局的科學家也關注到了這塊特殊岩石,但他們的推測和中國科學家的推測如出一轍,都認為是一顆小行星撞擊了月球表面,撞擊導致小行星解體,形成的碎片四散,玉兔二號拍攝到的特殊“石碑”就是其中一塊形狀更大的碎片。

玉兔二號再次進入休眠模式,它能探測清楚石碑嗎?

推測歸推測,要想證實那塊“石碑”是什麼來頭,還需要玉兔二號對它進行進一步的探測。於是玉兔二號接收到地面發出的控制命令,已經在朝著該石碑的方向運動。只可惜玉兔二號的運動速度實在太慢了,在地球上的移動速度只有每秒鐘5。6釐米,在月球上的速度就更慢了。運動慢的結果導致玉兔二號再一次迎來了月球的黑夜,它不得不再次進入休眠模式。

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玉兔二號再次醒來就是第28個月晝了,如今它位於月球背面最大的盆地“艾特肯盆地”中,這個盆地被證實是一次43億年前一次小行星撞擊形成的,因此那裡應該存在著許多與地球早期相關的資訊。換而言之,玉兔二號在該區域的探索不僅僅是為了揭露神秘“石碑”的真實身份,還為了探索更多關於早期月球的資訊。

探測月球背面有何意義?

長期以來,月球背面在人類的認知中更為神秘,對此不少科學家表示,月球的背面確實更特別,因為它的背面更“古老”,這對研究早期月球和太陽的歷史有所幫助。探索月球背面有三大意義,首先是可以透過探究月背的岩石結構來獲得更多資訊。現有的探測情況表明,月球背面的岩石比正面的岩石要古老得多。

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因此透過探測月球背面岩石的物質成分,有助於科學家瞭解月球的化學成分演化過程。其次是探究月球表面的自然環境,由於月球背面沒有地球的遮擋,導致照射在月球背面的輻射劑量要比正面多。而且月球背面暴露在太陽風籠罩下的次數比正面多,因此可以透過研究月球背面的輻射情況來預測宇宙輻射對地球的作用效果。

再次,月球背面可能是探測深空宇宙訊號的良好區域。一直以來,天文學家希望能找到一片完全沒有通訊訊號干擾的地區,在這樣的地區上探測宇宙深處微弱的電磁訊號。月球背面符合天文學家的要求,如果能夠在月背建立起射電望遠鏡,那麼探測的效果應該比在地球上要好許多。

未來還會出現載人登月嗎?

2019年是美國宇航局載人登月的50週年,不知不覺中我們距離第一次載人登月已經過去了52年了。回顧美國在六十年代末、七十年代初的阿波羅登月計劃,整個計劃持續了三年左右的時間,共成功實現了6次載人登月,但在阿波羅計劃之後,美國的載人登月戛然而止,人類的載人登月事業也隨之停止。

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在美國實現阿波羅計劃之後,世界範圍內還未出現第二個實現載人登月的國家,由此引發一個問題,為什麼大家都不登月了呢?首先是經費問題,據說美國終止登月計劃就是因為該計劃耗費太重,幾乎佔到了當時美國GDP的4%左右。二戰之後,美國的經濟長期位於世界首位,因此他們有資本啟動載人登月計劃,而其他國家只能望塵莫及。

現在全世界許多國家的經濟都發展起來了,我國更是躍居成為世界第二大經濟體,但在載人登月上還是需要更慎重的考慮。一方面是因為月球已經被證實是不適合居住的星球,它的可塑性比火星還要差。另一方面,我國已經開展了探月工程,而且探月工程有條不紊地進行中,也為我國探索到許多有價值的資訊,月球車發揮的作用可能比宇航員還要大。

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雖然美國前任總統特朗普已經下臺了,但他在NASA載人登月50週年紀念日的慶祝活動上對全世界宣佈,美國未來將重返月球。這一宣言讓不少美國人看到了“重振雄風”的希望,美國為了維護在國際社會的形象和權威,應該也不會極力抗拒“重返月球”的宣言。隨著越來越多國家的航天實力發展了起來,月球、火星等星球將成為各國之間的競技場。

你認為中國未來會實現載人登月嗎?歡迎在評論區留下你的看法。

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