原標(biāo)題:“嫦四”中繼星下月提前升空
新京報(bào)訊(記者倪偉)我國計(jì)劃于今年下半年發(fā)射嫦娥四號月球探測器,,首次實(shí)現(xiàn)人類探測器在月球背面軟著陸,。昨天,,探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁院士解釋該計(jì)劃時(shí)表示,月球背面探測不僅有助于全面探索月球,還可以在電磁波寧靜區(qū)探測宇宙起源時(shí)期的信號,。
今年4月24日是第三個(gè)“中國航天日”,。昨天,中國航天日北京分會場活動在中國科技館舉辦,,吳偉仁在活動中向公眾介紹了嫦娥四號的相關(guān)科學(xué)問題,。
嫦娥四號探月成為今年廣受國內(nèi)公眾矚目的航天任務(wù)?!蹲匀弧冯s志網(wǎng)站列出的2018年值得期待的科技事件中,,嫦娥四號任務(wù)也名列其中。
記者從國家國防科工局了解到,,嫦娥四號包括中繼星、著陸器和巡視器(簡稱著巡組合體),。中繼星計(jì)劃于今年上半年發(fā)射,,將到達(dá)拉格朗日L2點(diǎn)(地月引力平衡點(diǎn)),實(shí)現(xiàn)探測器與地面之間的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸,。
著巡組合體計(jì)劃于今年下半年發(fā)射,,抵達(dá)月球背面,開展月基低頻射電天文,、月球背面巡視區(qū)形貌和礦物組份,、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)等科學(xué)探測與研究,預(yù)期可獲得一批原創(chuàng)性科學(xué)成果,。
除了中國探測任務(wù),,嫦娥四號還將執(zhí)行“全球任務(wù)”。目前已確定將搭載荷蘭低射頻電探測儀,、德國月表中子與輻射劑量探測儀,、瑞典中性原子探測儀和沙特月球小型光學(xué)成像探測儀4臺國際合作科學(xué)載荷。
釋疑1
為何要在月球背面軟著陸,?
隔絕電磁噪聲,,可探測宇宙形成早期短波信號
月球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)速度一樣,都是27.3天,,這是由于地球?qū)υ虑虻摹俺毕i定”導(dǎo)致的,。加上天平動的作用,只有約59%的月面能被地球觀測到,。也就是說,,月球背面41%的地方始終受月球阻擋。
這樣的特性,,導(dǎo)致月球背面探測具有很多獨(dú)特的科學(xué)價(jià)值,。吳偉仁說,月球背面避開了來自地球的大量電磁干擾,處于一種電磁波“寧靜區(qū)”,。在這樣的潔凈環(huán)境中,,探測器可以接收到更多微弱信號,例如宇宙形成早期發(fā)出的短波,。
“這些低頻短波可以幫助我們研究宇宙起源,。在月球正面是無法探測到的,因?yàn)槭盏降亩际请姶旁肼??!敝锌圃簢姨煳呐_研究員鄭永春說。
目前全世界進(jìn)行過120多次月球探測活動,,但從來沒有探測器登陸過月球背面,。吳偉仁表示,要想深入探索月球奧秘,,一定要去那里,。而且目前中國有條件、有能力開展月球背面軟著陸探測,,爭取創(chuàng)造世界第一,。
另外,美國航空航天學(xué)會會員,、“小火箭”工作室創(chuàng)始人邢強(qiáng)介紹,,月球背面的月壤和巖石人類尚未接觸過,進(jìn)一步探究和分析,,可以為地球和月球形成的早期機(jī)理提供更翔實(shí)的研究材料,。
歷史上,蘇聯(lián)月球2號探測器于1959年首次拍到月球背面照片,。1968年,,美國阿波羅8號飛船第一次帶著人類目睹月球背面。目前,,人類對于月球背面最詳細(xì)的信息,,是來自于2009年入軌的美國月球勘測軌道飛行器(LRO)。
釋疑2
月球背面著陸有何難度,?
多山地形登陸困難,,將發(fā)射中繼星建立地月通信
嫦娥一號和二號在繞月過程中都曾拍攝過月球背面,嫦娥二號拍攝的月球表面全圖,,分辨率達(dá)到7米的“高清”程度,。通過這些照片和數(shù)據(jù),科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,月球背面的地形比正面遠(yuǎn)為復(fù)雜,,多“山”多“谷”,。
鄭永春介紹,這是因?yàn)樵虑蛟淮罅啃⌒行亲矒?,形成了很多深坑,,看上去就是大量的環(huán)形山。
復(fù)雜地形為嫦娥四號著陸帶來更多困難,。吳偉仁打了個(gè)比方:“嫦娥三號相當(dāng)于在華北平原著陸,,嫦娥四號則相當(dāng)于在崇山峻嶺的云貴川地區(qū)著陸?!?/p>
同時(shí),,遙測和控制也是個(gè)難題。電磁波只能直線傳播,,當(dāng)探測器飛行至地球看不到的月球背面,,如何與地球建立通信?
科學(xué)家將利用一顆中繼衛(wèi)星解決這個(gè)問題,。在嫦娥四號發(fā)射前,,我國將于下月先發(fā)射一顆中繼衛(wèi)星,定位在距地心約45萬公里,、距月心約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點(diǎn)。據(jù)邢強(qiáng)介紹,,拉格朗日L2點(diǎn)位于地球球心和月球球心連線且靠近月球的一個(gè)特定位置上,,通俗來說,該點(diǎn)既能“看到”地球,,又能“看到”月球,,因而能成為嫦娥四號與地球之間的信息中轉(zhuǎn)站。
中國科學(xué)家對于拉格朗日L2點(diǎn)并不陌生,。2010年發(fā)射升空的嫦娥二號衛(wèi)星,,在完成既定的月球探測任務(wù)后,繼續(xù)飛往深空,,曾抵達(dá)并繞飛拉格朗日L2點(diǎn),。其攜帶的4臺科學(xué)儀器在此位置上進(jìn)行了聯(lián)合探測,填補(bǔ)了我國對地球遠(yuǎn)磁尾區(qū)域的離子能譜,、太陽耀斑爆發(fā)和宇宙伽馬暴的科學(xué)探測空白,。
邢強(qiáng)表示,在月球探索中使用中繼通信技術(shù),,也是對深空探索和星際探索技術(shù)的一種驗(yàn)證,。
■展望
中國正論證建設(shè)無人值守月球科研站
我國現(xiàn)在已論證更長遠(yuǎn)的月球探測與開發(fā)計(jì)劃。
去年召開的第七屆航天技術(shù)創(chuàng)新國際會議上,,國家航天局探月與航天工程中心相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,,我國正在開展月球科研站的論證,。月球科研站將是能源長期供給、自主運(yùn)行,、無人值守的月面基礎(chǔ)設(shè)施,,未來開展以機(jī)器人為主的科學(xué)研究和技術(shù)試驗(yàn)。
“之所以要建立科研站,,是因?yàn)橛行┕ぷ餍枰^長時(shí)間才能產(chǎn)出成果,。依托科研站,可以進(jìn)行更長時(shí)間的工作,,開展科學(xué)研究,、能源開發(fā)等任務(wù)?!焙教鞂<引嬛平榻B,,月球探測分為探月、登月,、駐月三種方式,,其中駐月可以采取無人科研基地和有人月球基地兩種形式。
龐之浩解釋,,月球沒有大氣層阻隔,、震動小,是天文探測的理想環(huán)境,。建立月球科研站,,還能以月球?yàn)榛兀瑢Φ厍蚝蜕羁臻_展探測,,成為向遠(yuǎn)深空出發(fā)的跳板,。