嫦娥四号发射:中国登月探测器将尝试人类首次月球背面软着陆

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Image caption “嫦娥四号”探测器有望进行人类历史上首次月球背面软着陆。

中国周六(12月8日)凌晨“嫦娥四号”探测器从四川西昌发射,该探测器有望进行人类历史上首次月球背面软着陆。

载有“嫦娥四号”的“长征三号乙”运载火箭在周六凌晨2时23分发射升空,中国已宣布发射成功。

由于同步自转的原因,月球面对地球永远是一个面,直到1959年,苏联发射“月球3号”探测器,才让人们远远一窥月球背面的场景。

“嫦娥四号”是中国野心勃勃的月球计划的一部分。由于月球背面没有来自地球的无线电波干扰,被视为天文观测的极佳场所。此外,它预计还将对月球背面的矿产和地貌进行勘探。

首次造访月背

尽管嫦娥四号已发射升空,但它仍需要在地月转移轨道经过数十天飞行,并进行近月制动等操作后,在明年1月着陆月面。

中国媒体报道称,“嫦娥四号”将着陆在月球背面南极地区的冯·卡门(Von Kármán)环形山,落月过程地球方向不直接可见,所有与地面通信联络都需要靠半年前发射的“鹊桥”中继卫星完成。

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Image caption 由于月球自转一周所花时间和绕地球公转一圈所花时间相同,人们从地球上永远只能看到月球的一面。(图为月球背面)

BBC科学事务编辑保罗·林肯(Paul Rincon)解释道,冯·卡门陨石坑是科学家们很感兴趣的地方,因为它位于月球最大最古老的撞击地貌——南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin),这可能是数十亿年前一颗巨大的小行星撞击形成的。

创造艾特肯盆地的强大冲击力可能已经穿过月球地壳,直抵地幔层。嫦娥四号的仪器可以对这一说法进行检测,从而揭开地球唯一天然卫星的早期历史。

由于月球自转一周所花时间和绕地球公转一圈所花时间相同,人们从地球上永远只能看到月球的一面,这被称为“潮汐锁定”。

人们通常称面对地球的一面为月球正面,而不可见的一面为背面。不过,月球背面也能被太阳照亮。

月球背面看起来和正面很不一样。它的地壳更厚、更古老,有更多陨石坑。此外,相比遍布月球正面的月海,月背看上去也更加“光滑”(月海并非真正的海洋,而是由熔岩流形成的大面积黑色玄武岩平原)。

实验目的

在登陆时,“嫦娥四号”的两个组成部分——着陆器与巡视器将进行分离。

中国媒体报道称,着陆器携带了两个相机、研究太阳风暴的低频射电频谱仪和德国基尔大学研制的月球中子及辐射剂量探测仪。

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Image caption “嫦娥四号”于周六凌晨从西昌卫星发射中心发射升空。

俗称月球车的巡视器则带有全景相机、用于进行月表矿物化学成分探测的红外成像光谱仪、用于进行月壤厚度和结构探测的测月雷达,以及瑞典空间物理所研制的中性原子探测仪。

保罗·林肯说,“嫦娥四号”预计将为中国向地球运送月球岩石和土壤样本铺平道路,它还将对月球背面无线电环境进行勘测,这将为未来月背射电天文望远镜的建立打下基础。

值得一提的是,“嫦娥四号”的着陆器还携带了一个3公斤重的小型实验室“微型生态圈”,内含蚕卵、土豆和拟南芥种子,该实验由28所中国大学设计。

“我们想研究月球上种子的呼吸作用和光合作用,”该实验指挥、重庆大学副校长刘汉龙对新华社说。

“微型生态圈”首席设计师谢更新则表示,该实验的温度要控制在1到30度之间,并适当控制湿度和营养。“我们将用一根管道将月球表面自然光导入罐内,以让植物生长。”

勘月野心

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Image caption 2013年,嫦娥三号带着月球车“玉兔”软着陆在月球雨海西北部的虹湾地区。

“嫦娥四号”发射是中国“嫦娥”系列探月工程的二期工程之一。

嫦娥工程于2003年启动,前两次嫦娥任务(即嫦娥一号、二号)的目标是从绕月轨道进行远程探测并收集数据,而第三次和第四次则要“登陆作战”。

“嫦娥四号”探测器的设计基于前身嫦娥三号。2013年,嫦娥三号带着月球车“玉兔”软着陆在月球雨海西北部的虹湾地区,成为继1976年苏联探测器“月球24号”后,首个在月球表面软着陆的探测器。

根据计划,嫦娥五号和嫦娥六号将携带采样返回装置,采集月球岩石和土壤并送回地球。

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