中国嫦娥四号探测器3日成功在月球冯•卡门环形山着陆


[IT搜购网 原创] 2019-01-03 14:17:49 编辑:

嫦娥四号着陆器监视相机C拍摄的着陆点南侧月球背面图像。

中国网1月3日讯 据英国广播公司(BBC)报道,中国嫦娥四号探测器3日成功在月球冯•卡门(Von Kármán)环形山着陆,这是人类探测器首次造访月球背面。

报道援引新华社称,1月3日10时26分,嫦娥四号自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken basin)的冯•卡门环形山。

在着陆后,静态着陆器和月球车将被分别部署到月球表面,两者都携带了一系列探测仪器,以探测该地区的地质特征,并进行一项生物实验。

嫦娥四号在上周末已进入环月轨道,在降轨后,其近月点高度仅为15公里。

嫦娥四号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像。

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。

位于萨里的伦敦大学穆勒太空科学实验室物理学教授安德鲁•科茨(Andrew Coates)说:“在阿波罗号历史性着陆的近50年后,这项大胆的探索计划付诸实施。中国还将在2019年底,再度进行一个样本返回工程。”

安德鲁•科茨所指的样本返回工程,是中国计划于今年晚些时候发射的“嫦娥五号”月球探测器,该探测器预计将能实现采集月球样品并返回地球。

媒体此前报道称,嫦娥四号将着陆在月球背面南极地区的冯•卡门环形山,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。

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,这可能是数十亿年前一颗巨大的小行星撞击形成的。

“这个巨大的盆地直径超过2500公里,深度达13公里,是太阳系最大的陨石坑之一,也是月球最大、最深和最古老的盆地,”科茨教授说。

嫦娥四号探测器月球背面软着陆后降落相机拍摄的图像。

科学家认为,当年创造这一盆地的能量非常巨大,它可能已经穿过月球地壳,直抵地幔层,嫦娥四号可以在被这一冲击暴露的地幔岩石上进行研究。

研究人员还希望对后来填满盆地的部分融化岩石进行研究,从而识别其成分变化。

第三个目标是研究月球背面的风化层、破碎岩石和构成地表的尘埃。

安德鲁•科茨说:“这些表面的成分信息,对于理解月球的形成将非常有价值。”

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”。

2018年11月7日在珠海航展上拍摄到的嫦娥四号探测器模型。(东方IC)

着陆挑战

中国一直在追随美国和苏联的脚步,逐渐增强自己的太空探索能力,但这次任务对于任何机构来说,都尚属首次。

月球背面崎岖不平的地形,为探测器的安全着陆提出了特殊挑战。如果探测器降落在一个凸出的岩石上,将意味着任务立即失败。

着陆过程分为六个阶段。其中的前三项——初步制动、轨道修正、降轨,都是由地球进行控制。而最后三步:悬停、障碍规避以及缓慢降落,由着陆器自动控制。

在登陆时,嫦娥四号的两个组成部分——着陆器与巡视器还会进行分离。

截屏图:2018年12月30日8时55分,嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制,顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。(东方IC)

实验内容

嫦娥四号的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。

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说。

“微型生态圈”首席设计师谢更新表示,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。”

12月8日2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。

勘月工程

载有嫦娥四号的长征三号乙运载火箭12月8日在西昌卫星发射中心升空。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。

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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