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中国为何偏要去月背?

2019/01/18

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      中国的无人探测器“嫦娥4号”实现了世界首次的月球背面着陆。以美国的阿波罗号为代表,此前人类航天器的着陆的地点均为月球正面。背面从地球无法看到,同时难以实现直接通信,因此着陆难度更大。月球的正面和背面在地形和结构等方面存在明显差异,在月球和地球的历史研究和资源探测等方面被期待取得成果。

    

      1月3日,嫦娥4号在靠近月球南极的“冯·卡门陨石坑(Von Kármán crater)”的内侧着陆。当其拍摄的月球背面的影像被传回时,北京的控制中心一片欢声。

      

从“嫦娥4号”分离的月球车“玉兔2号”(中国国家航天局1月3日公开,xinhua-kyodo)

          

    人类从地球看不到月球的背面。这是因为月球在绕地球公转一周的时间里也刚好完成1周的自转,因此,朝着地球的总是月球正面。如果航天器要在月球的背面着陆,月球本身将成为障碍,也无法与地球直接通信。此前,如何将来自地球的指令电波发送至探测器、并将探测器的数据传回地球成为主要难题。

   

    此次,中国预先向月球的背面发射了传送电波的通信卫星,通过卫星来中继电波,从而解决了问题。2018年5月发射的中继卫星“鹊桥”从地球看恰好在月球的后方,并处于既能看到月球背面,又能看到地球的轨道上。位于月球背面的嫦娥4号通过这一“鹊桥”实现了与地球的通信。

   

     一方面,月球不像地球和火星那样拥有大气,这也使得着陆变得困难。因为无法通过降落伞减速,因此必须通过引擎喷射来实现减速,并在保持姿态的前提下着陆。着陆需要精准的控制,对技术水平要求很高。据广泛流传的说法,阿波罗11号在月球正面着陆之际,携带的计算机因超负荷而无法工作,宇航员只能通过手动着陆。

  

      既然如此困难,为何还要在月球背面着陆呢?这是因为通过从月球上空的探测发现,正面和背面存在明显差异。

  

      在月球正面,遍布着从地球看起来犹如兔子形状的被称为“月海”的部分,但背面几乎没有。正面被称为月海的部分由玄武岩构成,而背面则主要由被称为斜长石的岩石构成。从目前掌握的知识,月球地壳的厚度也是背面厚于正面。

  

 

    按主流理论,月球和地球是在大约46亿年前、由原始地球和火星大小的巨大行星相撞而形成的。一般认为相撞之后的月球覆盖着粘稠的熔化的岩浆,随后不断凝固。不过,据称凝固的方式并不一致,背面较厚的地壳形成于比正面更加古老的时代。如果调查背面的情况,或许能弄清更遥远时代的月球和地球。“月球与地球不同,约40亿年前的状况仍大量被保留着”,日本国立天文台助教荒木博志表示。

  

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