“月亮背面”為啥吸引人？太神秘！

嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸在月球背面的預(yù)選著陸區(qū)，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)探測(cè)器首次月背軟著陸、首次月背與地球的中繼通信，開(kāi)啟了人類(lèi)月球探測(cè)新篇章。

我們?yōu)樯兑皆铝帘趁嫒?未來(lái)可能會(huì)有哪些發(fā)現(xiàn)呢?麻辣兄妹今天就和大家好好嘮一嘮。

一問(wèn)：為什么要去月球背面？

為什么我們這次要去月球背面，而不去正面呢?

首先是因?yàn)椋虑虮趁嫣衩亍Ｕf(shuō)白了，誰(shuí)也沒(méi)去過(guò)。“小時(shí)不識(shí)月”，大了也不是很熟。

月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期與月球自轉(zhuǎn)的周期相同，所以月球總有一面背對(duì)著地球，人類(lèi)在地球始終無(wú)法看到月球的背面。世界上已經(jīng)發(fā)射了100多個(gè)月球探測(cè)器，包括65個(gè)月球著陸器，但僅有不載人的環(huán)繞月球軌道器和載人的阿波羅號(hào)曾看到過(guò)月球背面。所以我們?nèi)ピ虑虮趁孳浿懀褪莿?chuàng)造歷史。

其次是因?yàn)椋虑虮趁姹日婀爬隙嗔恕?/p>

這次嫦娥四號(hào)是著陸，是在月球背面的南極—艾特肯盆地。這個(gè)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，其90%的面積都分布在月球背面，只有一小部分在月球正面。

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，但這個(gè)盆地地體從沒(méi)有被近距離巡視探測(cè)，這一次有利于我們?cè)诳茖W(xué)上產(chǎn)生新發(fā)現(xiàn)。

并且，月球背面的巖石更加古老，如果能夠獲取更古老的巖石類(lèi)型等，對(duì)我們了解月球的化學(xué)成分演化過(guò)程有很大幫助。

此外，月球背面的磁環(huán)境非常干凈，到月球背面開(kāi)展低頻射電天文觀測(cè)，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。

二問(wèn)：月亮背面到底有什么？

嫦娥四號(hào)傳回的世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開(kāi)了古老月背的神秘面紗。不少網(wǎng)友感慨，原來(lái)月球背面沒(méi)藏著吳剛、兔子和外星人啊，但仔細(xì)凝視這張圖，卻留給人們更多的遐想。

為什么嫦娥四號(hào)選擇降落在一個(gè)“坑”里?這個(gè)坑叫做南極—艾特肯盆地中部的馮·卡門(mén)撞擊坑。

原來(lái)，如果降落到低緯度地區(qū)，光照條件好、能源獲得充足，但對(duì)于熱控是巨大的挑戰(zhàn);如果降落在高緯度地區(qū)，熱控壓力大大減少，但太陽(yáng)能獲取又受到影響。所以，嫦娥四號(hào)在月球背面著陸的緯度也確定在40度—50度的范圍內(nèi)。

而且，探測(cè)器與中繼星L2點(diǎn)的通信問(wèn)題也是考慮因素之一。如果探測(cè)器仰角太低，容易受到周?chē)降氐挠绊憽？茖W(xué)家就希望探測(cè)器能夠高仰角對(duì)中繼星通信，這樣一來(lái)，經(jīng)度也大致確定了，大的區(qū)域范圍就出現(xiàn)了。同時(shí)還要選擇相對(duì)大一些、平坦一些的撞擊坑，就確定了艾特肯盆地。

三問(wèn)：落月“正中靶心”有多難？

咱們這次的落月，可謂是“正中靶心”。這是非常不容易的。

月球正面相當(dāng)于大平原，地勢(shì)平坦;但背面到處都是高山和撞擊坑。嫦娥四號(hào)只能在有限的相對(duì)大的撞擊坑里，尋找相對(duì)平坦的位置作為著陸區(qū)，選擇范圍長(zhǎng)寬各十幾公里。

科學(xué)家為了這個(gè)“正中靶心”做了很多工作。

為了增加著陸的安全性，嫦娥四號(hào)探測(cè)器會(huì)通過(guò)接力避障的方式。下降至2公里左右，探測(cè)器會(huì)做一次光學(xué)的初避障，主要識(shí)別大障礙。下降至100米左右，探測(cè)器會(huì)做一個(gè)懸停，利用激光敏感器實(shí)現(xiàn)精避障，識(shí)別0.2米障礙、坡度等，通過(guò)地形的最優(yōu)識(shí)別方法找到安全區(qū)域降落。

還有，嫦娥四號(hào)的自主能力有很大提升，如果找不到安全區(qū)域，嫦娥四號(hào)會(huì)選擇相對(duì)次優(yōu)的區(qū)域，還可以做水平機(jī)動(dòng)調(diào)整。

四問(wèn)：嫦娥四號(hào)上天要干啥？

嫦娥四號(hào)上天到底忙什么?看看它帶了點(diǎn)什么寶貝上去。

嫦娥四號(hào)配置了多臺(tái)有效載荷。比如地形地貌相機(jī)、降落相機(jī)、低頻射電頻譜儀、與德國(guó)合作的月表中子及輻射劑量探測(cè)儀、測(cè)月雷達(dá)、紅外成像光譜儀、中性原子探測(cè)儀等等。

低頻射電頻譜儀和探測(cè)儀，前文提到了，這是用來(lái)探測(cè)地球外天體發(fā)出的電磁信號(hào)。

月表中子與輻射劑量探測(cè)儀，目標(biāo)是測(cè)量月球表面粒子基本輻射情況和危害程度。如果航天器在月球上登陸，會(huì)受到粒子的損傷和影響。那么載人登月之前，進(jìn)行輻射環(huán)境的測(cè)量和輻射風(fēng)險(xiǎn)度的評(píng)估，能夠?yàn)樵虑虻拈_(kāi)發(fā)和載人登月做好前期準(zhǔn)備。還有一個(gè)附加功能是進(jìn)行水資源的信息獲取。這個(gè)載荷具有中子測(cè)量的功能，因而能夠推斷行星表面或者內(nèi)部是否含有氫資源。

中性原子探測(cè)儀，用于研究太陽(yáng)風(fēng)和月表相互作用。可以根據(jù)研究結(jié)果和其他行星進(jìn)行類(lèi)比，以此研究太陽(yáng)風(fēng)和其他類(lèi)似星體的相互作用，為后續(xù)科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)。

嫦娥四號(hào)還搭載了全景相機(jī)，分辨率與人眼相當(dāng)，與嫦娥三號(hào)上搭載的全景相機(jī)是“雙胞胎”，分為黑白和彩色兩種模式。

測(cè)月雷達(dá)，測(cè)月雷達(dá)的工作原理為向地下發(fā)射微波信號(hào)，在碰到不連續(xù)平面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收的信號(hào)可以對(duì)巖石、分層、熔巖等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。該載荷安裝在月球車(chē)上，可以隨著月球車(chē)的軌跡形成月球介質(zhì)剖面，通過(guò)數(shù)據(jù)還可以分析月壤厚度、月壤下是否有巖石空洞、月壤下巖石間的分界面、淺層巖石結(jié)構(gòu)等。

紅外成像光譜儀，能看到月面0.1米分辨率的月表礦物特征，同時(shí)，還能夠在紅外波段對(duì)目標(biāo)的光譜成分進(jìn)行有效探測(cè)。

探月的價(jià)值絕不僅僅是科研價(jià)值那么簡(jiǎn)單。比如，它就能帶來(lái)顯著的民用效應(yīng)，帶動(dòng)多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)材料、計(jì)算機(jī)、通訊等一大批高科技行業(yè)發(fā)展。通過(guò)一系列高科技專(zhuān)利轉(zhuǎn)為民用，能夠切實(shí)造福普通人的生活。

從嫦娥一號(hào)拍攝的全月球影像圖，到嫦娥二號(hào)首次實(shí)現(xiàn)我國(guó)對(duì)小行星的飛越探測(cè)，再到嫦娥三號(hào)成功實(shí)現(xiàn)落月夢(mèng)想、嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸……探月工程自2004年啟動(dòng)以來(lái)取得一個(gè)又一個(gè)突破，對(duì)我國(guó)月球及深空探測(cè)乃至航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

據(jù)了解，未來(lái)探月工程三期，還將實(shí)施兩次采樣返回任務(wù)，分別命名為嫦娥五號(hào)和嫦娥六號(hào)任務(wù)，將首次采用無(wú)人月球軌道交會(huì)對(duì)接方式實(shí)現(xiàn)月面自主采樣返回。(人民日?qǐng)?bào)中央廚房·麻辣財(cái)經(jīng)工作室)

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