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【小铜科普】听说月球背面有外星人?嫦娥四号亲自去看看

铜陵科协2019-08-13 10:28:06

8月15日,嫦娥四号月球车在北京首次亮相,并启动全球征名活动。


嫦娥四号任务预计将于今年12月正式启动,嫦娥四号的登陆地点在月球背面,这也将是人类的探测器首次登陆探测月球背面。


图为嫦娥四号着陆器和月球车外观设计构型。来源:国家国防科工局探月与航天工程中心


月球背面到底有什么?


月球是地球唯一的天然卫星,陪伴地球已经超过45亿年。它对地球地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等有着巨大意义。


众所周知,月球的自转和公转周期相同,导致了它只有一面对着地球,我们在地球上永远没法直接看到月球背面。在过去的60年内,人类已经发射了超过百个月球探测器,其中有65个月球着陆器,但由于月球整体的阻拦,背面成了地面通信和测控的禁区,即便到了载人航天时代,也仅有非载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面从未有宇航员或探测器就位探测过这一片区域。


正因如此,人类关于月球背面的阴谋论和传言甚嚣尘上,有的人说,月球背面有外星人基地,有外星人飞船还有三眼外星人尸体;也有人说,当年美国宇航员登月后全程就被外星人监视着,更是受到了外星人警告……这些传言甚至出现在各种科幻作品中,演绎着充满各种想象力的故事。


中国探月嫦娥四号任务,就将首次探访神秘的月球背面,在我们看不见的地方实现软着陆和巡视探测。



嫦娥四号卫星简称嫦娥四号,或称“四号星”,是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造绕月探月卫星,主要任务是接着嫦娥三号着陆月球表面、继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料。


嫦娥四号原是嫦娥三号的备份星,由于嫦娥三号圆满完成任务,嫦娥四号的结构基本不变,仍分为着陆器和巡视器两部分,但这次着陆点选在月球背面,针对不同地质条件,嫦娥四号也进行了针对性改进。


要去月球背面,通信只能靠中继星,因此科研人员在地月L2点专门放置了中继星,进行通信。同时利用月球背面非常好的电磁环境,在全球首次开展低频探测的工作,产生原创性成果。


月球车有了新变化


嫦娥四号月球车相对嫦娥三号而言,主要区别体现在载荷配置与平台设计两个方面。



先来看载荷方面的变化:


一是取消了车头的机械臂。也就是学名为粒子激发X射线谱仪的科学载荷,相应地取消了原来为该载荷实现月夜生存而配置的1台4W热源。


二是新增了一台由瑞典研制的国际合作载荷——中性原子探测仪。它的主要功能是观测巡视探测点的能量中性原子及正离子。


再来看平台方面的变化:


一是为适应月球背面巡视探测以及中继通信的任务需要,月球车上设计了与中继星的2路不同频点的前向接收通道和3路不同码速率的返向通道,相应地将综合电子单元中的遥控解调电路由模拟解调更改为数字解调,并新增了遥控解调模块FPGA软件等。


二是根据嫦娥三号玉兔月球车在轨工作经验,对综合电子单元中机构驱动控制模块、移动装置中的转向轮的舱位电缆固定采取了可靠性强化措施,并完成了一系列地面验证试验。


三是为适应月球背面的复杂地形地貌,提高了月面工作期间的自主能源管理、自主休眠等能力。


四是对于月球车上长期存储的机构产品,为确保性能可靠,重新投产了移动装置、太阳翼、桅杆等设备中的驱动组件。


五是月球车的左右避障相机增加了遮光罩,进一步提高了适应月球背面复杂环境的能力。


探月到底难不难


探月工程副总指挥、国家国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠表示,从表面上看,在月球背面和正面着陆在“落”月本质上没有区别,但实际上,实现在月球背面软着陆和巡视探测,是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。



首先,因为月球整体的阻拦,使月球背面成为与地球通信和测控的禁区。我国于2018年5月21日在西昌卫星发射中心发射了“鹊桥”中继卫星,目前工作在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点使命轨道,将为落在月球背面的月球探测器提供地月中继测控和数传服务。


其次,由于月球屏蔽了地球的无线电干扰,月球背面的电磁环境干净,为开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测与研究提供了理想场所。


再次,充分利用月球背面最古老的月壳岩石独特条件开展地质特征勘查,有望首次在国际上建立集地形地貌、浅层结构、物质成分于一体的综合地质剖面和演化模型,获得对月球早期演化历史的新认知。因此,在月球背面着陆探测相比于遥感探测,可以获得更精细、更深入的探测成果,是人类开展月球科学研究和开发利用的重要手段,同时也是未来建立月球科研设施、开展载人登月等活动所必须掌握的关键技术。


(来源:科普时报)



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