移動端二維碼

今日頭條二維碼

中國嫦娥四號著陸成功 實現人類探測器首訪月球背面

嫦娥四號著陸器監視相機C拍攝的著陸點南側月球背面圖像。

中國網1月3日訊 據英國廣播公司(BBC)報道,中國嫦娥四號探測器3日成功在月球馮•卡門(Von Kármán)環形山著陸,這是人類探測器首次造訪月球背面。

報道援引新華社稱,1月3日10時26分,嫦娥四號自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin)的馮•卡門環形山。

在著陸後,靜態著陸器和月球車將被分別部署到月球表面,兩者都攜帶了一系列探測儀器,以探測該地區的地質特徵,並進行一項生物實驗。

嫦娥四號在上週末已進入環月軌道,在降軌後,其近月點高度僅為15公里。

嫦娥四號探測器動力下降過程降落相機拍攝的圖像。

由於同步自轉的原因,月球面對地球永遠是一個面,直到1959年,蘇聯發射“月球3號”探測器,才讓人們遠遠一窺月球背面的場景。

位於薩裏的倫敦大學穆勒太空科學實驗室物理學教授安德魯•科茨(Andrew Coates)説:“在阿波羅號歷史性著陸的近50年後,這項大膽的探索計劃付諸實施。中國還將在2019年底,再度進行一個樣本返回工程。”

安德魯•科茨所指的樣本返回工程,是中國計劃於今年晚些時候發射的“嫦娥五號”月球探測器,該探測器預計將能實現採集月球樣品並返回地球。

媒體此前報道稱,嫦娥四號將著陸在月球背面南極地區的馮•卡門環形山,落月過程地球方向不直接可見,所有與地面通信聯絡都需要靠半年前發射的“鵲橋”中繼衛星完成。

BBC科學事務編輯保羅•林肯(Paul Rincon)解釋道,馮•卡門隕石坑是科學家們很感興趣的地方,因為它位於月球最大最古老的撞擊地貌——南極-艾特肯盆地,這可能是數十億年前一顆巨大的小行星撞擊形成的。

“這個巨大的盆地直徑超過2500公里,深度達13公里,是太陽系最大的隕石坑之一,也是月球最大、最深和最古老的盆地,”科茨教授説。

嫦娥四號探測器月球背面軟著陸後降落相機拍攝的圖像。

科學家認為,當年創造這一盆地的能量非常巨大,它可能已經穿過月球地殼,直抵地幔層,嫦娥四號可以在被這一衝擊暴露的地幔岩石上進行研究。

研究人員還希望對後來填滿盆地的部分融化岩石進行研究,從而識別其成分變化。

第三個目標是研究月球背面的風化層、破碎岩石和構成地表的塵埃。

安德魯•科茨説:“這些表面的成分資訊,對於理解月球的形成將非常有價值。”

由於月球自轉一週所花時間和繞地球公轉一圈所花時間相同,人們從地球上永遠只能看到月球的一面,這被稱為“潮汐鎖定”。

2018年11月7日在珠海航展上拍攝到的嫦娥四號探測器模型。(東方IC)

著陸挑戰

中國一直在追隨美國和蘇聯的腳步,逐漸增強自己的太空探索能力,但這次任務對於任何機構來説,都尚屬首次。

月球背面崎嶇不平的地形,為探測器的安全著陸提出了特殊挑戰。如果探測器降落在一個凸出的岩石上,將意味著任務立即失敗。

著陸過程分為六個階段。其中的前三項——初步制動、軌道修正、降軌,都是由地球進行控制。而最後三步:懸停、障礙規避以及緩慢降落,由著陸器自動控制。

在登陸時,嫦娥四號的兩個組成部分——著陸器與巡視器還會進行分離。

截屏圖:2018年12月30日8時55分,嫦娥四號探測器在環月軌道成功實施變軌控制,順利進入預定的月球背面著陸準備軌道。(東方IC)

實驗內容

嫦娥四號的著陸器攜帶了兩個相機、研究太陽風暴的低頻射電頻譜儀和德國基爾大學研製的月球中子及輻射劑量探測儀。

俗稱月球車的巡視器則帶有全景相機、用於進行月表礦物化學成分探測的紅外成像光譜儀、用於進行月壤厚度和結構探測的測月雷達,以及瑞典空間物理所研製的中性原子探測儀。

保羅•林肯説,嫦娥四號預計將為中國向地球運送月球岩石和土壤樣本鋪平道路,它還將對月球背面無線電環境進行勘測,這將為未來月背射電天文望遠鏡的建立打下基礎。

值得一提的是,嫦娥四號的著陸器還攜帶了一個3公斤重的小型實驗室“微型生態圈”,內含蠶卵、馬鈴薯和擬南芥種子,該實驗由28所中國大學設計。

“我們想研究月球上種子的呼吸作用和光合作用,”該實驗指揮、重慶大學副校長劉漢龍説。

“微型生態圈”首席設計師謝更新表示,該實驗的溫度要控制在1到30度之間,並適當控制濕度和營養。“我們將用一根管道將月球表面自然光導入罐內,以讓植物生長。”

12月8日2時23分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程。

勘月工程

載有嫦娥四號的長征三號乙運載火箭12月8日在西昌衛星發射中心升空。由於月球背面沒有來自地球的無線電波干擾,被視為天文觀測的極佳場所。

嫦娥四號發射是中國嫦娥系列探月工程的二期工程之一。

嫦娥工程于2003年啟動,前兩次嫦娥任務(即嫦娥一號、二號)的目標是從繞月軌道進行遠端探測並收集數據,而第三次和第四次則要“登陸作戰”。

嫦娥四號探測器的設計基於前身嫦娥三號。2013年,嫦娥三號帶著月球車“玉兔”軟著陸在月球雨海西北部的虹灣地區,成為繼1976年蘇聯探測器“月球24號”後,首個在月球表面軟著陸的探測器。

根據計劃,嫦娥五號和嫦娥六號將攜帶採樣返回裝置,採集月球岩石和土壤並送回地球。