嫦娥四号登陆月背,发回全景图,原来是一张青春期的脸
距离产生美
古人对月亮非常向往,于是有了嫦娥奔月的故事,幻想着月亮上有广寒宫,有玉兔,有砍树的吴刚,还有冰清玉洁的嫦娥。
苏轼说:“但愿人长久,千里共婵娟。”
李白说:“明月出天山,苍茫云海间。”
王维说:“明月松间照,清泉石上流。”
......
距离产生美,隔着38万公里,抹去了一切细节的瑕疵,剩下的只有朦胧的遐想,要是几位大诗人生活在今天,看到月球探测器拍摄的近景照片,不知还能不能吟得出这么优美的诗句。
如上图,月球的形象并不如我们想象的那般美好,正面是一张布满黑斑的老人脸,而背面,虽然“皮肤”白皙了,却到处坑坑洼洼,似一个调皮的少年挤破了满脸的青春痘。
艺术家喜欢雾里看花,只想捕捉到美,科学家却要拨开迷雾,不管美丑,只要真相。近期,我国的科技工作者们就完成了一项壮举:嫦娥四号月球探测器成功登陆月球背面,并发回了世界上第一张月球背面全景图。
(请将手机横置看图)
这是人类首次将探测器发射至月球背面,并将地表全景图发回地球,日后嫦娥四号探测器还会执行更多的任务,对人类了解月球、了解宇宙有深刻的意义。
神秘的背面
这是我们常见的满月(当然,肉眼看上去没这么大),亚洲人看到的是它,非洲人看到的也是它,所谓“千里共婵娟”;当代人看到的是它,几万年前的原始人看到的也是它,千秋不易容。
为啥月亮老是面对着我们?背后藏有什么不可告人的秘密吗?
原来,这是由于月球的自传周期和公转周期相同所致。也许有小伙伴不太理解,我举个例子你就明白了:想象你是地球,站在中心,小明是月球,绕着你转,小明要做到脸一直对着你,只有一个办法,就是他自己也转,而且他自己转一圈时正好也绕了你一圈。可能你还有点懵:小明没转啊,不然我怎么一直看到他的脸。那时因为你自己也转了一圈,不能把自己作为参考系,选定一个方向作为参考,比如北,小明如果不转,他的某一面一定一直朝北,而实际上,小明的脸自传了360度。
自转公转周期相同,这难道是巧合吗?
其实不是,这是由于“潮汐锁定”引起的,宇宙中有很多行星和其卫星都有这种“只见一面”的现象。至于什么叫“潮汐锁定”,感兴趣的小伙伴可以自行搜索一下。
想一想,还挺浪漫,就像双人华尔兹一样,美丽的月姑娘在地球旁旋转起舞,深眸永远凝望着心上人......
大家看到月球正面的“黑斑”,是大小各异的“海洋”,说是海,其实并没有水,是大大小小的平原。几百年前的科学家受限于观测技术,认为平坦的月球表面很可能有海洋,就将之命名为“月海”,这一名称也一直沿用下来。月海是由大量黑色的玄武岩构成的,在一次猛烈撞击中,月球地壳下的大量岩浆涌出,形成了平坦的地表。
人类看到月球背面,则是近代才实现的:1959年,苏联发射的月球2号探测器第一次拍到了月球背面的图像。
比起正面,背面则“干净”得多。月球一共有22个月海,背面只有3个。巨大差异起初让科学家们吃了一惊,试图探索其原因。有一种说法是最初诞生了两个月球,一大一小,小兄弟跟在大哥后面公转,速度较快,渐渐逼近了大哥,最终接触、融合为一,融合的地方就是月背。所以月背的岩层要比正面更厚,当遇上陨石撞穿地壳时,岩浆便不容易从背面溢出。
这使得月背的研究有新的重要意义,背面浅色石头居多,大都是42到43亿年前形成的,没有遭到巨大破坏,比正面的玄武岩更加古老,可以从中获得关于月球形成的关键信息。
另外,月球背面受地球电离层干扰小,更容易收到宇宙中各种微弱的辐射,尤其是长波,这种辐射里面包含着宇宙形成初期的信息,会对我们进一步了解宇宙的起源有所助益。随着科技的进步,未来在月球背面建设信号收发装置,除了探索宇宙起源,也能获取文明信号,说不定还能早日找到外星文明呢!
月背不易探
2019年1月3日,嫦娥四号成功着陆在月球背面南极的艾特肯盆地冯·卡门撞击坑,它的小弟“玉兔二号”巡视器于当天晚些时候开始月面探索。而在六个多月前,为了能与嫦娥四号传送信号,一颗名叫“鹊桥号”的中继星早已发射升空。
为什么要发射一颗中继星呢?
道理很简单,月球正面挡住信号了,月背的探测器无法直接和地球进行无线电通信。操纵探测器安全着陆是非常复杂的,必须由地面控制人员实时测量飞行轨道、发送测控信号,以便调整降落速度和着陆姿态,中继星就起到了沟通嫦娥四号和地面的作用。
听上去很简单,可实现起来并不容易。
迄今为止,人类已经发射了众多登录器抵达月球,但都是登陆正面,因为正面通信良好、阳光充足、地形平坦,而反面由于(替地球)承受了众多陨石的撞击,布满了大大小小的陨石坑和环形山,鲜有良好的着陆环境。
在信号通信上,由于正面的遮挡,对于环月飞行的探测器来说问题不大,继续保持原有姿态飞行即可。但对登陆器来说,地面测控站必须做到指令发送毫秒不差,信号中断的后果不堪设想,尤其是在地势崎岖不平的月背,测控难度更大。
在月背登陆还有其他难题,比如:
在太阳能电池板失效的情况下,如何保证登陆器的正常供能;月夜超低温环境下,如何保证登陆器的正常运转等等。
在没有任何经验可供借鉴的条件下,中国的科技工作者还是克服了一个又一个困难,让嫦娥四号成功着陆月背,不得不说是一项壮举,为辛勤智慧的科学家们点赞!
嫦娥四号的登月是一条振奋人心的消息,在国外也引起了广泛的关注。这不仅仅是中国科技实力的见证,也是人类向太空探索迈出的新的一步。
期待中国能早日实现宇航员登月,也盼望全世界的科学家们能带领人类更多地认识宇宙:
我们从哪里来?
我们到哪里去?