嫦娥四號在月球背面怎麼發電,沒有光線怎麼拍照?

有理才噴


月球的背面只是在地球上看不到,並不代表上面沒有光線。一張圖解釋:

很明顯,月球背面上的一點,在一半的時間內,都會有太陽光照射,所以不存在沒有光線,無法發電、拍照的問題。

月球的公轉週期是28天,而自轉週期也是一樣的,這樣就總是一面朝向地球。嫦娥四號在月球上,將會有14天的連續光照,以及14天的連續黑夜。

在光照之下,月球車可以通過太陽能發電,同時完成各種科學任務。那如果在黑夜中,又當如何應對呢?

在月球的黑夜中,由於沒有大氣層,其溫度將會非常之低,達到零下一百~兩百度的低溫。很多電子元件在這種溫度下都沒法正常工作。但我國的嫦娥四號攜帶了「核電池」,一種利用放射性物質衰變產生熱能、並提供電能的裝置。

核電池本身會釋放熱量,這些熱能可以用來為月球車保溫。同時,由此產生的溫差也可以用來發電。從而滿足月球車在14天的漫漫黑夜中的需求。


章彥博


讓我們看看太陽、地球和月亮這三者的關係。

請問,哪面是月球的正面,哪面是月球的背面?

當然是面對地球的那面是正面,背對地球的那面是背面。

由於潮汐鎖定的緣故,在地球上是無法看到月球的完整背面的,但可以看到一部分。

注意,地球繞太陽轉一圈是一年。而月球繞地球轉一圈,就是陰曆的一個月。

月球的位置一會兒在太陽和地球之間,一會兒在太陽和地球的連線之外,由此構成了從朔月到望月的月相變化。

當月球的位置在太陽和地球之間時,它的背面被照亮,而正面則陷入黑暗,反之,當它的正面被照亮時,背面則陷入黑暗。這正是月亮陰晴圓缺的由來。不過,我想在網上找一個明確的月球背面被太陽照亮的動圖,還真沒有找到,因為作圖的人,為了簡單,月亮上被照亮的部分沒有明確的將月球正面和背面相區別,沒有考慮到這樣的細節,也難怪讓人有誤會。

太陽月亮地球,三點一線時,從地球上看到的月亮正面是完全黑暗的,這時的月相被稱為朔月或新月,在朔月時月球背面被完全照亮,月球的正面則黯淡無光。

當太陽地球月亮三點一線時,就是滿月,即月球的正面被完全照亮,而背面則陷入黑暗。

由於月球的自轉和公轉同步,導致月球正面和背面的日出和日落之間的時間,不是24小時循環一次,而是一個月循環一次,簡單說就是背面被照亮大約14天半,然後是正面被照亮14天半,當然這是一個動態的過程。不妨讓我們看看地球的日出和日落。

嫦娥四號將在12號,也就是明天進入月球軌道。

這次嫦娥四號進入月球軌道後,月球背面正是夜晚,所以不能馬上著陸,需要等到月球背面的日出之後,才會著陸,正因為這個原因,所以嫦娥4號才會在月球軌道上轉悠大約半個月的時間,也就是說要等到年末過新年的那時候正式著陸,讓我們共同期待那個時刻的到來吧。

探秘嫦娥四號的光伏板

嫦娥四號的光伏板不僅在月球背面著陸後使用,實際上在飛往月球的路上,也是要依靠光伏板提供能源的。不過,不知道航天用光伏板與家用光伏板的差別有多大,雖然網上的文章都對此遮遮掩掩,吊人胃口,但可以想到的最基本差別就是,航天用光伏板得能經受宇宙空間中極端環境的考驗,比如在沒有太陽照射的地方溫度極低,大約零下200度左右,而照射到太陽的時候,又會造成溫度陡然升高,達到零上一百多度,溫差達到數百度。


不僅在太空中是這樣,就算降落到了月球的背面上也要同樣經歷月球日出和日落後溫度的極端波動,據測量,月球晝夜溫差達到大約300攝氏度。而我們的家用光伏板,不需要經歷這麼極端的溫度考驗。另外,家用光伏板壞了,打個電話就能換一塊。但是嫦娥四號上的光伏板要是壞了,可沒有簡單辦法換一塊,所以,可以想見它使用的光伏板在質量檢測和各種測試上的標準要比家用光伏板高得多。

總之,光伏板在民用和航天事業中都佔據著越來越重要的地位,畢竟太陽的能量對人類現在的技術手段來說,算得上是取之不盡用之不竭啊。



裸猿的故事


嫦娥四號設計的是白天工作,夜晚休眠。配備了太陽能電板、鋰電池和同位素電池,不過同位素電池主要是為了給設備保暖,而不是負責供應探測任務的電力。

月球和地球不一樣,地球一天二十四小時,白天黑夜差不多都只有一半,即十二小時。但月球自轉緩慢,自轉一週需要28天,所以月球的白天就是14天,這個時間足夠長了,在白天的時候太陽能天池板可以供給足夠的電力,使設備運轉,嫦娥四號月球車攜帶著4 臺科學儀器,可以拍照,也可以分析月球地表特性,還能觀測巡視探測點10-10000伏特能量範圍內的能量中性原子及正離子等。

為了保證嫦娥四號在月球白天時的正常工作,嫦娥四號著陸器外邊覆蓋著保溫和隔離輻射的特製材料,巡視車也做了特殊處理,避免受到月球白天強烈信號的干擾。而到了晚上月球溫度—180℃,而光線的缺乏也使得探測難度增大,主要是太黑了,不好操控。低溫對設備的考驗也很大,因此嫦娥四號專門配備了一塊同位素電池核裂變時釋放的熱量,持續穩定,剛好可以作為設備餓保暖措施,不過這塊電池功率較小,不能支持探測任務。

作為第一個登陸月球背面的探測器,嫦娥四號將成為第一個吃螃蟹的,技術難題科學家們都有過充分的考慮,成功著陸也必將提升人類對月球背面的認識。


來看世界呀


題主怕是對月球“背面”的概念有誤解,月球的背面指的並不是黑暗面,而是人類在地球上永遠看不見的一面。月球背面也是有白天和黑夜的,由於地球的潮汐力月球的自轉和公轉同步,導致只有一個面對著地球,這種現象被稱為潮汐鎖定(同步自轉)。

月球是有自轉的,那就說明月球也是有白天和黑夜的,陽光也和普照月球的每個角落。所以嫦娥四號在月球背面白天可以接收太陽能,晚上可以應用自身攜帶的同位素溫差電池供能。嫦娥四號探測器已經發射成功,但是還需要大約27天才能在月球背面著落。在這個時間內除了趕路,繞地、月旋轉調整外,更多的是等待月球背面白天的到來。從下邊嫦娥四號月球車可以看出來,它是有太陽能板的。

嫦娥四號探測器著落月球背面的時間被選定為月球上白天的“上午”,但是月球的晝夜交替一個週期大約是三十天,也就是說白天和黑夜大體上都是半個月。所以說不用考慮發電的問題,同時半個月的時間還是夠拍照的。


以上就是我的簡單回答,這裡是科學黑洞,歡迎你們的關注與點評。圖片來源網絡侵刪。


科學黑洞


嫦娥四號12月8號凌晨發射,從地球出發要經過漫長的27天時間才能著陸月球背面的南極—艾肯盆地。時間大致在2019年1月初,3、4號附近。


月球背面也有白天黑夜,不要把背面與黑暗混為一談。白天可以利用太陽能電池板發電。夜晚可以利用核動力發電,維持嫦娥四號的體能,基本上處於休眠狀態。此外白天利用可見光拍照。

下圖的動畫告訴我們,地球自轉快(24小時),月球公轉慢(27天多),週期相差很懸殊,由於月球公轉和自轉週期都是27天多,同步自轉,所以在我們地球上看月球始終是一張臉,不會變化,而月球的背面我們從來沒有見過。


月球背面什麼時候是白天呢? 如下圖,月初時,太陽、月球、地球三者近乎在一個平面時,即農曆初一,在我們地球看來,月球正面是夜晚,因此我們看不到月亮。背面是白天,太陽高度角達到最高值,接受的太陽輻射最強烈。嫦娥四號可以充分利用太陽輻射啟用電池板發電,供設備拍照、行進等使用。
由於月球自轉週期長達27天多,一個白天要經歷14天左右,時間大致是農曆二十二、三至農曆初七、八。也就是我們地球上見到的下弦月至上弦月階段。選擇月初著陸,解決了設備能源消耗問題,同時白天著陸可以應付突發情況,畢竟白天設備可以連續幾天不間斷的工作,背面著陸我們還是首次。


地理縱橫


嫦娥四號將會在二十幾天後降落月球背面,它在月球背面可以照常利用太陽能進行發電,因為著陸那天剛好是月球背面的上午。因此,嫦娥四號著陸後也能在月球背面上通過可見光波段進行拍照。

月球背面不是黑暗的,就像月球正面一樣,月球背面也能夠被太陽光照射到,因為月球本身會在自轉。月球背面只是相對於地球來說,因為月球相對於地球是潮汐鎖定,但相對於太陽並沒有。月球繞地球公轉一週的同時,自身也會完成一圈自轉,時間都是27.32天,這就使得月球背面不能被地球上的我們觀測到。

然而,相對於太陽來說,月球沒有被潮汐鎖定。在月球自轉一圈的時間裡,月球相對於太陽只在空間中運動一小段距離,所以隨著月球自轉,整個月球都會被太陽照射到。只是因為月球自轉同時相對於太陽運動,就會導致月球的同一經度對準太陽的時間間隔要比自轉週期長了兩天,達到29.53天,這是月球的晝夜交替週期,又稱月球的太陽日。

在農曆新月時,月球背面會正對著太陽,整個月球背面都會被照亮。與此同時,月球正面背對著太陽,所以我們在地球上就看不到月球,因為太陽光沒被月球反射到地球上。上圖就是月球探測器在可見光波段拍攝到的月球背面。

嫦娥四號的任務進度已經考慮到月球緩慢自轉的影響,所以它會在二十幾天後登陸月球背面,因為那時正值月球背面的上午。這樣,嫦娥四號登陸月球背面之後,就能利用太陽能發電,也能進行拍照。


火星一號


月球的背面並不代表就是黑夜,月球28天自轉一週,所以月球上晝夜交替一次基本上要一個月,即月球背面有28天是晚上,28天是白天。所以嫦娥四號主要依靠月球背面的太陽光進行發電,而在晚上的時候則依靠同位素溫差發電與熱電綜合利用技術來維持嫦娥四號的基本運行。



嫦娥四號自2018年12月8號凌晨2點23分發射升空,大概要經過十幾天飛行姿態調整才能夠順利和月球交匯稱為月球的衛星。而此時嫦娥四號還不能夠立馬著陸,因為月球背面還是晚上。所以說嫦娥四號和月球交匯後,還需要再繞月飛行十幾天等待月球背面是白天的時候,才能夠開始著陸。著陸後由於是白天,所以嫦娥四號會立刻展開太陽能電池板進行光電轉化供能。而白天進行照片拍攝,也是最好的時候。




等到了晚上,由於晝夜溫差過大,無法利用太陽光進行發電,嫦娥四號會停止一些活動,只保留部分活動,並同時利用同位素溫差發電和熱電綜合利用技術發電供能。而且,這個時候嫦娥四號會啟動攜帶的紅外成像光譜儀進行成像,這種儀器在晚上也可以進行照片拍攝的。

所以說,即便是晚上,嫦娥四號也是可以繼續工作的。


科學探秘頻道


12月8日成功發射的嫦娥四號,目前正處在接近月球的26天旅程之中,隨後將在月球背面的艾特肯盆地軟著陸,實現對月球背面的巡視及各種科學探測工作。

嫦娥四號在月球背面的運行將主要通過太陽能板供電,而在夜間會採用低功率的核電源輔助供電。有了電源的供應,在夜間拍照當然可以使用閃光燈照明啊。

由於月球也在不斷的自轉,月球背面一樣會受到陽光照射,具有白天和黑夜,在白天嫦娥四號會使用高效太陽能板進行光伏發電,維持正常運行。通過一下照片可以看到探測器上張開的太陽能發電板。白天通過利用太陽能轉換成電能,就可以保障嫦娥四號的能量來源。

而月球背面的夜晚是黑暗寒冷的,溫度會降至零下170攝氏度,這時嫦娥四號的夜間運行和探測活動就要靠它隨身攜帶的秘密武器-核電池來供應能量了。

該核電池全稱是基於238Pu同位素熱源的同位素溫差發電器,利用同位素衰變產生的熱量,通過溫差轉換成電能,功率比較小隻有2.5w,卻是這種極寒條件最好的能源供給,可以用來保障體系熱量以及進行溫度測量等活動。

核電池也是NASA的好奇號等火星探測器必備的能源,一般最中間是放射性元素熱源,連接溫差發電的電極,通過散熱片釋放熱量。在科幻電影《火星救援》中,寒冷的火星夜晚,馬特呆萌就找出了核電池用來取暖。

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量子實驗室


這個問題好玩,而且一定代表性。

其實,月球也在自轉,上面的任何區域都能得到陽光普照,所以嫦娥四號探測器有太陽能電池板,提供電力供應。另外,月球的背面和黑暗是兩碼事。

古人就發現,我們在地球上看到的月球,似乎一直不變,都是同一張臉,所以在地球上都看到的月球一側被稱為正面,而月球的背面在地球上是永遠也看不到,這是由於月球繞地球公轉的週期和月球自身自轉的週期相同而導致的現象,在天文學當中把這種由於重力梯度使天體永遠以同一面對著另一個天體的現象稱為“潮汐鎖定”,被鎖定的一個半球會固定不變的朝向夥伴,這種現象在宇宙中普遍存在。

總結一下,月球和地球一樣,也在自轉,而且是同步自轉,儘管在地球上只能看到月球的一側,但月球的每個區域都能被陽光照射到,這和地球上一樣,黑夜和白晝會更替。



震長


題主這樣問是不是覺得月球的背面就是月球的背光面,是這樣吧?

因為月球永遠是一面朝向地球。而我們又能看到它,說明月球的正面是面向太陽的,那麼月球的背面自然是背光的,是陰暗面。其實不是這樣的,月球的背面不等於被光面。換句說法,就是月球的背面也是有白天的。

大家發現了沒有,嫦娥四號是在1月3日著陸月球背面的。這一天是農曆的十一月二十八。在地球上是看不到月亮的。大家想一下為什麼看不到月亮呢?月球的正面不是永遠朝著地球嗎?沒錯,月球的正面是永遠朝向地球的,但是這幾天我們看不到月亮。這說明這幾天的月球正面是黑夜。相反的是月球的背面這幾天正好是白天,嫦娥四號選擇在這幾天登陸月球背面,正好是在月球背面的白天,時間剛剛好,陽光充足,充電拍照兩不誤。

嫦娥四號傳回來的照片也恰恰說明了,它著陸的時候月球背面正好是白天。為什麼是這樣呢?月球本身也是自轉的,只要是發生自轉,那就有白天和黑夜之分。只不過為月球被潮汐鎖定了。它的自轉週期和圍繞地球公轉的週一時間相,都是27.32天。這樣它的白天長達13.5個地球日,黑夜也是13.5個地球日。看看下面這張動圖就明白了,月球為什麼雖然自轉但是還只有一面朝向地球了。月球就好像一個人用繩子拴著它轉圈甩一樣。

嫦娥四號很明智的選擇在月球背面是白天的時候登陸月球,可以馬上展開各項工作。然後再過13天半的時間,嫦娥四號將迎來月球背面的第一個夜晚,一個長達13天半的月球黑夜,也面臨月球表面低溫的嚴峻考驗。那時也就是臘月十五左右,一輪圓月有掛在了天空中。月球的正面又迎來了白天。

現在大家對月球的背面也有白天有所瞭解了嗎?如果我的回答對您有所幫助的話,還請點個贊哦!


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