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今年12月,我国将发射史上第一艘在月球背面着陆的宇宙飞船
2018-11-12 23:37:00           作者: 综合
今年12月,我国将发射史上第一艘在月球背面着陆的宇宙飞船

 

中国即将创造太空史。今年12月,我国将发射史上第一艘在月球背面着陆的宇宙飞船。另一艘预计于2019起飞的飞船将是自1976以来首次将月球岩石带回地球的飞船。

这两项任务是中国月球探测系列中的最新任务,正在重新引起人们对探索我们最近的天体的兴趣。印度航天局以及总部设在以色列和德国的私营公司也希望在2019年进行月球机器人飞行任务。美国的目标是让宇航员从2023年开始绕月飞行,并在20世纪20年代末将宇航员送上月球表面。

探索月球的时机已经成熟。尽管经过了几十年的研究,地球上唯一的天然卫星仍然包含着关于其形成的秘密以及太阳系历史的线索。

为了弄清楚月球可能还隐藏着什么秘密,科学家们兴奋地想弄到新的岩石样本。位于马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家大卫·布莱维特(David Blewett)说,嫦娥-5号样本返回任务毫无疑问将会有我们尚未采样的其他岩石类型。如果你来到地球,登陆了地球的某个城市,并从你所看到的得出关于地球的所有结论,你就不会真正了解整个情况。

黑暗之旅

嫦娥四号飞船包括一个着陆器和一个漫游车,最初是作为2013年嫦娥三号任务的备份而建造的,这是中国首次登月 - 以及自20世纪70年代以来全球首次登月。嫦娥三号着陆器降落北极的一片巨大的熔岩平原上,这是一个巨大的熔岩平原名为雨海(Mare Imbrium),在那里,探测器测量了月球土壤的组成和厚度,并发现了一种可能是以熔岩为基础的新型玄武岩。

这一次,我国将目光投向了以前从未探索过的月球区域。嫦娥四号探测器的目标是月球最大、最深、可能是最古老的一个已知特征,那就是月球背面的南极-艾托肯盆地。整个盆地宽2500公里,深13公里,对于漫游??车来说太大了。因此,嫦娥四号将在盆地内的一个186公里宽的冯·卡门(Von Kármán)陨石坑着陆。

今年12月,我国将发射史上第一艘在月球背面着陆的宇宙飞船

 

黑暗而深邃的月球背面的艾托肯盆地,是太阳系中最大、最古老的撞击坑之一,由美国宇航局(NASA)的月球勘测轨道器提供的数据,以蓝色色调显示。嫦娥四号着陆器将在着陆后探索这一区域.。

形成南极艾托肯盆地的巨大撞击被认为挖掘了月球地幔的一部分,这是位于地壳下方的曾经熔融的致密岩石层。探测陨石坑可以提供一个进入月球内部的窗口。

关于月球地幔的组成有很大的争议。例如,地幔“湿润”并充满水合矿物质的,还是干燥的?如果它是湿的,那么水是如何在被认为形成月球的巨大撞击中幸存下来的呢?嫦娥四号暂时还无法解开这些谜团,但它的测量可以帮助校准未来的远程观测。

三台摄像机、一台红外光谱仪和两台地面穿透雷达,将帮助宇宙飞船对冯·卡门陨石坑进行调查。嫦娥4号还携带了一些较新的技术:一台用于研究来自太阳的带电粒子如何与月球表面相互作用的仪器;一台测量辐射水平的仪器,这对未来的宇航员可能很重要;还有一个带有种子和虫卵的容器,用来测试植物和昆虫是否孵化,是否可以在月球上一起生长。

由于月球总是向地球显示同一面,地面上的天文学家将无法直接与嫦娥四号进行交流。因此,今年5月,中国航天局向月球外的一个点发射了一个传输中继卫星,在月球表面和地球之间来回反射数据和通信信号,这颗卫星名叫“鹊桥”。

地质史研究

2019年的某个时候,嫦娥5号飞船将访问月球近侧的一个地区,这是以前没有航天器或宇航员去过的地方。这一任务将给科学家们带来四十多年来所没有的东西-新的月球岩石样本。

到目前为止,科学家们已经研究了大约35亿年前月球历史早期形成的熔岩场中的岩石。它们是由1972年结束的美国阿波罗任务和1976年结束的苏联月球任务带到地球上的。这些任务总共带回了380多公斤月球材料。

嫦娥五号的着陆器将挖掘地表岩石,并在58000平方公里的吕姆克(Rümker)山脉地区挖掘两米深,该地区散布着各种火山活动时期的矿物。然后,该飞行器将把多达两公斤的材料装入一枚火箭,并接入嫦娥5号的轨道飞行器,然后返回地球。

今年12月,我国将发射史上第一艘在月球背面着陆的宇宙飞船

 

20世纪60年代和70年代,苏联的登月任务(黄色)和美国宇航局的阿波罗任务(蓝色)带回的月球岩石都来自古老的熔岩流,主要集中在月球赤道周围。2013年,中国的嫦娥三号(红色)降落在更远的北方的一个不同的区域,但没有带回任何样本。嫦娥五号任务将在一个以前从未采样过的地区(红色框标识)取样。

研究这个地区的样本可以揭示月球是否比以前想象的更具地质活动性。根据对阿波罗样本的研究,人们认为月球在过去三十亿年里已经死了。但是以前的轨道卫星的观测表明,吕姆克山脉包含了来自不到14亿年的熔岩流的玄武岩。如果年轻的雨海玄武岩被确认,我们将改写月球的热历史。

了解月球的火山历史可以帮助我们更好地理解月球是如何形成的。例如,科学家们仍然不同意我们的卫星是由大约45亿年前太阳系早期与地球发生的一次巨大撞击形成的,还是由大约20个小撞击形成的,或者是其他一些东西所形成的结果。寻找更近期地质活动的证据可能是对单一撞击假说的一个证明。

更重要的是,返回的样本也将被储存和保存,“以便未来尚未出生的科学家可以用我们尚未发明的工具回答我们未来还没有问过的问题。”位于马里兰州绿色地带的NASA戈达德航天飞行中心的天体化学家杰米·埃尔西拉(Jamie Elsila)说。埃尔西拉于2016年发表了一项研究,利用现代技术证明阿波罗土壤样本中含有的氨基酸主要来自地球。

研究这些新的岩石的前景使美国宇航局的研究人员和其他科学家感到兴奋。样本是“不断给予的礼物”,前阿波罗宇航员哈里森“杰克”施密特说,他是唯一在月球上行走的地质学家:“我所有直接接触这些样品的同事肯定都希望得到这些新岩石。”

但是,由于2011年的联邦预算条款“沃尔夫修正案”,美国科学家在研究新样本时面临障碍,该条款要求美国科学家在与中国或任何中国公司合作之前,必须得到国会的批准。

位于新泽西州纽波特的美国海军战争学院的空间政策分析师琼·约翰逊-弗里斯(JoanJohnson-Freese)说:“在空间科学方面,我认为通过”沃尔夫修正案“,我们让美国科学家很难处理其他无法获得的数据合作。”困难,但并非不可能。美国国家太空委员会执行秘书斯科特·佩斯(Scott Pace)说,美国也可以用阿波罗的样本换取嫦娥5号的样本。

佩斯认为,美国和俄罗斯肯定愿意成为样本交换过程的一部分。从纯科学的角度来看,它们很乐意这样做。政治上是否允许,我们将拭目以待。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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