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探月之旅,选址月球背面着陆为哪般
来源:中国航天报·飞天科普周刊     日期:2015年09月18日    字体:【】【】【

2013年12月成功着陆月球表面的嫦娥三号探测器模拟图

据新华社报道,在前不久召开的第二届北京月球与深空探测国际论坛上,中国科学院探月总体部副主任邹永廖介绍,嫦娥四号探测器将准备发射到月球背面进行着陆,一旦成功,我国将成为国际上首个在月球背面着陆探测的国家。那么,问题来了,为什么要选择月球背面着陆?意义何在?

着陆点选取有讲究

此前,“嫦娥三号”在月球上的着陆点就非常有讲究。有国内专家曾在接受记者采访时表示,“嫦娥三号”选择虹湾地区有5个因素:首先就是通信好;第二是太阳光照好;第三是可供研究的科学问题多;第四是地形相对平坦;第五是其他国家还没有勘察过的地区。

“嫦娥三号”着陆区的选取原则并非闭门造车,而是我国吸取了国际探月经验的产物。

美国宇航局在重返月球的星座计划中,曾提出了月球着陆探测区的3个优选原则:第一,着陆区的地形条件应该满足着陆器的着陆需求;第二,着陆区应该具有独特的科学研究价值;第三,着陆区应该存在可供探索和开发的自然资源。美国宇航局的这些原则和上面提到的原则有异曲同工之妙。

俄罗斯、印度和日本等国家都在执行月球着陆探测计划,它们对着陆点的选取基本也采用了这样的原则。比如,最早实现月球着陆的是苏联的月球9号探测器,1966年2月3日,它成功降落在月球的风暴洋地区。1969年7月18日,美国的阿波罗11号实现了人类历史上首次载人登月,它的着陆点位于月球的静海。1979年9月20日,苏联的月球16号探测器在月球的丰饶海北部着陆……

根据2015年莫斯科航展上的最新消息,俄罗斯的月球25号探测器计划在2016年发射,将降落在月球南极的Boguslavsky撞击坑附近。对于俄罗斯来说,他们更看重科学研究的价值,而南极恰恰是月球探测的热门地区。

根据现有的探测结果,月球南极不仅在不见阳光的陨石坑底部可能存在水,而且月壤也可能存在一定的水分,“ 月球25号”的一个重要目标就是探索月球稀薄到几乎不存在的大气组成,以及月壤的成分,并寻找水的存在。印度的月船二号探测器预定着陆区也在月球南极,那儿虽然地形崎岖,但更具科研价值。

此外,日本在深空探索中一贯优先考虑科研目标。因此,该国的月女神二号探测器计划着陆在月球背面的南极—— 艾肯特盆地,靠近极地的部分区域。他们欲探索这一月球上最具科研价值、同时也是人类从未探索过的处女地。日本考虑到地形和着陆器的着陆能力,计划先发射一个名为SLIM的月球软着陆试验航天器。未来,SLIM的成功将大大提高月女神二号的着陆能力,从而确保它在地形复杂的月球背面安全着陆。

月球背面别有洞天

虽然,日本的月女神二号探测器计划在月球背面着陆,但它至少是在2022年,甚至更晚的事情了。第一个尝试月球背面着陆的探测器应该非“嫦娥四号”莫属。

目前,人类已经发射了数量众多的探测器抵达月球,但是包括嫦娥三号探测器,以及“ 阿波罗”的6 次载人登月任务在内,都着陆于月球正面。那么,为什么各国不向月球的背面发射探测器进行探测呢?

由于地球的潮汐锁定,月球只有一面对着地球,这就是月球正面(近侧),而另一面即月球背面(远侧)。因此,降落在月球背面的着陆器无法和地球进行直接通讯,即使增加中继卫星,也难度很大。所以,美苏都先进行月球正面的着陆考察是顺理成章的事情,而两国的登月竞赛高潮一过,他们都失去了继续探月的兴趣了。

月球背面探测的难度很高。“嫦娥四号”和“月女神二号”争相飞向月球背面,其原因是月球背面具有巨大的科研探索价值。对比正面和背面的地形,月球背面没有正面那样的月海和月湾,地形也十分复杂。

为什么会有这样的差异?科学家提出过很多假说,但只有真正进行着陆探测才有可能揭开这个谜底。

由于月球背面无法和地球直接联系,这意味着月球隔绝了地球发出的几乎所有的电磁波,这为射电天文学提供了得天独厚的场所。月球背面的代达罗斯坑直径100公里,而且存在高耸的山脊,具备建设100公里直径超大型射电望远镜的潜力。

此外,月球背面还有一系列独特的地质构造,月球南极附近的艾特肯盆地是最典型的代表。艾特肯盆地是月球上最大的环形山,也是月球上最大、最深和最古老的盆地。对它的探测或许可以揭示月球和太阳系形成和演化的重要信息。艾特肯盆地的底部很多区域从未见过阳光,可能存在大量的水冰,而它的边缘山脉却有部分地区常年沐浴在阳光下,它将成为人类开发月球的最理想区域之一。

让我们期待“嫦娥四号”能在月球背面成功着陆,为我们带来月球探测前所未有的独特发现,这也将是月球探测史上最激动人心的一幕。(张雪松)

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