嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?

面對浩淼太空,人類探索未知的腳步不曾停止。12月8日2時23分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射“嫦娥四號”探測器,開啟了月球探測的新旅程。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?

長征三號乙運載火箭成功發射“嫦娥四號”探測器。

“嫦娥四號”選擇在月球的背面著陸,這將是人類歷史上首次在月球背面留下“足跡”。

“嫦娥四號”是2013年發射的“嫦娥三號”的備份星

因為探索月球的風險過大,一般都會同時準備兩個一模一樣的探測器,一個為主,另一個則為備份。“嫦娥四號”就是這樣的備份星。

“嫦娥四號”的探測器,主要包括三部分:登陸器、月球車、“鵲橋”中繼衛星。

登陸器,重量約3.6噸,主要用於著陸並搭載月球車。


嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


探月工程“嫦娥四號”任務著陸器外觀設計構型(國家航天局探月與航天工程中心)

月球車,重約140公斤,是迄今為止最輕的月球車,基本延續了“嫦娥三號”“玉兔”月球車的設計,設計使用壽命為6個月。

月球車攜帶了光學全景相機、測月雷達(用於探測淺層的月壤厚度和成分)、紅外成像儀(用於獲取月面光譜數據)(有人將這三個設備戲稱為國產三大件)、中性原子分析儀(用於在月面上開展能量中性原子探測實驗)。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


探月工程“嫦娥四號”任務月球車外觀設計構型(國家航天局探月與航天工程中心)

最後一部分則是於今年5月份發射的“鵲橋”中繼星。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


“鵲橋”中繼星示意圖 (中國國家航天局)

事實上,由於前序的主星“嫦娥三號”已經基本完成了預期任務,“嫦娥四號”的“備胎轉正”的歷程一波三折。很多人認為並沒有必要再次發射類似的“嫦娥四號”了,即使要發射,也大可降落在月球正面,沒必要冒險去著陸月球背面。

但是,作為“嫦娥四號”總設計師的葉培建卻不這麼想,他認為:探月工程並非到此為止,既然研製了這顆衛星,為什麼不利用它走得更遠?況且如果“嫦娥四號”能成功降落在月球背面,那將是中國探月工程向前邁出的又一大步。

月球怎麼還分正反面?

本次任務最大的亮點莫過於“嫦娥四號”的著陸地——月球的背面了。

由於月球對於地球是潮汐鎖定(或者叫同步自轉、受俘自轉)的,所以從地球上看,只能看到月球的正面,而背面則“隱於暗處”,這天然增加了月球背面的神秘感。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


不過,月球背面並不是永恆的黑夜,所謂“月之暗面”是不存在的。這是因為,月球是永遠以一面朝向地球,而不是以一面朝向太陽。月球表面每個地方都會有白天和晚上,月亮上的“一天”大約是地球上的28天,所以“廣寒宮”裡的白天大概相當於我們“人間”的14天,夜晚也是大約14天。

而且,需要澄清一點,月球背面沒有外星人或者二戰時期逃亡過去的軍隊!人類對月球至今為止已進行過100多次探索,所有探月任務都表明,月球背面沒有發現外星人基地,也沒有發現任何人工建築物或外星人活動的痕跡。月球背面看起來只是一片保存了40億年之久的荒涼死寂大陸!

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?

月球正面(左)和看不全的背面(右)(NASA)

這塊荒涼死寂的大陸,馬上將要迎來它的第一位地球朋友——“嫦娥四號”。“嫦娥四號”的預定著陸點位於月球背面的南極區域,這一區域被稱為艾特肯(South Pole-Aitken,SPA)盆地,更精確的降落位置則是該區域內的馮卡門(Von Karman)撞擊坑。這一盆地區域直徑可達2500km,最深處超過13km,是月球上已知的最大盆地,而馮卡門撞擊坑則位於盆地的中央。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


本次著陸點位置示意 © LRO/ Paul Spudis

之所以把著陸地選在這附近,一是因為該地區地勢開闊,平坦,易於著陸;第二,也是更重要的原因,該地區的岩石樣本具有極高的科研價值,SPA區域內有著較高的釷、氧化鐵、二氧化鈦等物質,“嫦娥四號”所攜帶的探地雷達將有助於我們瞭解這一古老區域的形成,也可以更好的瞭解月球的地殼活動;最後,這一區域與“嫦娥三號”著陸的“虹灣”地區緯度相近,我們的航天團隊也更有經驗。

嫦娥四號,什麼時候著陸月球背面?


著陸點位置 © Courtesy Dr. Phil Stooke, Univ. of Western Ontario

嫦娥四號”在凌晨發射,是經過精心測算出來的好時辰

據中國運載火箭技術研究院新聞中心介紹,火箭發射時間其實不是一個確定的時間點,而是一個時間範圍,被形象地稱為“發射窗口”。發射窗口是白天還是晚上,因衛星的有效載荷類型而異,嚴格滿足其任務需要。

什麼時候著陸月球?

“嫦娥四號”已成功進入太空,它將歷時不到一個月的時間飛向月球,預計在2019年1月第一週的某個時候著陸。

屆時,中國將正式成為全球第一個在月球背面實現探測器軟著陸的國家。


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