今天凌晨，仙女“嫦娥”飘飘然向飞去，漫天星群中，她的目标只有那一个：距离地球约38万公里外的那座“广寒宫”——月球。
这已经是嫦娥探测器家族中的第四位。嫦娥四号是嫦娥三号的备份机，从外观上看，两者长得几乎一模一样。不过，她们的功能和任务却大不相同：嫦娥四号的目标不是月球正面，而是背面。她也将成为世界首颗在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。
由于月球绕轴自转的周期与绕地球公转的周期相同，所以几十亿年来，它总是以同一面对着地球，而月球的背面则是一个谜题。
其实，无论从物质成分上、形貌构造上还是岩石年龄，月球的正面和背面都有很大的差异。“从成分上看，月球正面覆盖着约60%的月海玄武岩，而背面几乎都是高地斜长岩；月球上共有22个月海，其中19个分布在月球正面，只有莫斯科海、智海、东海等3个很小的月海分布在背面；从形貌构造上看，月球背面撞击坑的密度明显大于正面……”中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖在答记者问时这样科普道。
这次嫦娥四号选择前往月球背面，就是为了深入了解月球。同时，天文学家们也期望嫦娥四号能够完成一个他们渴望已久的梦想——开展低频射电天文观测。
“这将是人类首次开展低频射电天文观测。”邹永廖表示，在地球上，由于大气层的屏蔽作用，科学家无法开展低频射电的观测，如果能在月球开展低频射电观测，对天文学家来说，这可是一件大事。“由于月球正面会受到地球磁的影响，在这里开展低频射电观测效果不好；而月球背面的磁则非常干净，有利于开展试验。”邹永廖说。
不过到了月球背面，一切情况未知，嫦娥不但得多长个心眼，还得强练体魄，以应对各种可能的未知情况。据悉，嫦娥四号已针对月球背面复杂的地形条件、中继通信新的需求和科学目标的实际需要等，进行了适应性更改和有效载荷配置的调整。
在温度控制防护方面，为了所有设备在月夜零下180摄氏度的中不被冻坏，科学家们专门为嫦娥四号配置了同位素热源，它能将电能为热能，为仪器设备“取暖”。为了更好适应月面昼夜极热极冷的严苛，嫦娥四号还进行了升级，所有设备均穿上了由关键材料制成的外衣。此外，嫦娥四号还针对行驶线，进行了设计改进和试验验证。
在科学载荷方面，嫦娥四号巡视器继承了“玉兔”当年探月的国产“三大件”，即全景相机、红外成像光谱仪和测月雷达，此外，还多了一个“杀手锏”，那就是与合作的中性原子探测仪，这将是人类探月史上首次在月表开展这项探测活动。
除此之外，将离开嫦娥四号执行任务的巡视器也比”玉兔“有了更大的改良：它既不怕极热极冷的月球气候，又能完成更多新任务。
当一切准备就绪，在太空漫行一段时间后，嫦娥四号将降落她在月球的新家——月球南极附近的艾特肯盆地。
这个”新家“可不同一般，它是整个太阳系固体中存在最大、最深的盆地，直径约2500公里，深度约12公里。”其90%的面积都分布在月球背面，只有一小部分在月球正面。“邹永廖说，借助这个有利地形，科学家们可以获取月球深部物质的信息。”
此前，美国、苏联都曾着陆并巡视探测过月球的克里普岩地体、斜长高地岩地体，只有这块艾肯盆地目前还是块”地“，静静得等待着嫦娥前来解密。”欧洲很早就提出想去艾肯盆地进行就位探测的设想，但由于各种原因没有实施。此次，我国抢先一步，相信会在科学上有很大的惊喜。“邹永廖说。
那么，月球背面为何值得“走一趟”？中国科学院国家空间科学中心副主任、中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖，详解了嫦娥四号选择月球背面着陆科学上的五大原因。
从上世纪五十年代起，人类发射到月球的探测器已经有100多次。“但是从着陆就位探测来说，月球背面一次都没有。”邹永廖表示，“嫦娥四号一旦成功，标志着国际首次在月球背面实现着陆和巡视探测，这是创造历史的重大成就。”
邹永廖介绍：“无论从物质成分上、形貌构造上，还是岩石年龄上，月球正面和背面都有很大的差异。”
比如，从成分上看，月球正面大约60%的面积，都被一种名为“月海玄武岩”的岩体覆盖，而背面则几乎是另一种岩体——“高地斜长岩”。同时，月球上22个月海中19个较大的月海都分布在月球正面，而月球背面只有东海、莫斯科海、智海等3个很小的月海；从形貌构造上看，月球背面撞击坑的密度明显大于正面；从年龄上看，月球背面则都是更加古老的岩石。
目前，科学家把月球的大地构造单元粗略划分为三大地体，即斜长高地岩地体、克里普岩地体和艾肯盆地地体。
邹永廖指出，斜长高地岩地体和克里普岩地体，美国和前苏联都着陆巡视探测过，只有艾肯盆地地体没有近距离就位探测。“科学家相信，这块区域目前就近距离巡视探测而言，属于一块‘地’，在科学上会有很多新的发现。”他说。
“月球背面的岩石更加古老。”邹永廖说。对科学家而言，这无疑是一个好消息。嫦娥四号前往艾肯盆地，必将获取更古老岩石的信息。
邹永廖表示，从时间维度上，如果我们获取更古老的岩石类型等物质成分信息，将对了解月球的化学成分演化过程大有帮助。
艾肯盆地直径约2500公里，深度约12公里，90%以上分布在月球背面。“这是目前所知整个太阳系最大、最深的盆地。”他表示。
对艾肯盆地开展探测有可能揭开“39亿年撞击峰值”的科学之谜。此前，科学家从太阳系撞击历史中发现一个奇特的规律，在地球、月球形成的46亿年历史中，撞击密度、频度和力度最高的洪晃的照片时候，并不是最初的46亿年，而在39亿年，其原因困扰科学界已久。
“据科学家初步分析，艾肯盆地可能就是在39亿年撞击产生的。”邹永廖表示，“嫦娥四号到这里精细探测，也许会为我们打开‘39亿年撞击峰值’这个科学之谜的一扇门。”
此外，科学家为月球车探测艾肯盆地专门设计了一条“线”，能够获取地形地貌、物质成分及浅层结构等信息，将在国际上首次建立月球“综合地质剖面”。“这将对了解这个区域的地质演化历史和细节做出重大贡献。”邹永廖说。
天文学上，不同频段的电磁波代表着来自的不同信息。目前，传统光学、红外及射电等波段的天文观测已得到长足发展。由于屏蔽作用，在地面上无法开展低频射电的观测。同时由于地球电磁的原因，在月球正面开展低频射电观测效果不理想。
邹永廖指出：“月球背面的电磁非常干净，在那里开展低频射电探测，全世界天文学家都很感兴趣。”
在天文学家看来，能够在月球上开展低频探测，将在太阳爆发、恒星形成、星系演化及早期状态等科学问题有新发现。据了解，围绕到月球背面开展低频射电探测，欧空局曾制定过详细目标，但由于种种原因未能实施。
本文由来源于财鼎国际(http://cdgw.hengpunai.cn:27531/)
网友评论 ()条 查看