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嫦娥四号“软着陆”月球背面,究竟牛在哪儿?丨奇趣说
庚号二
2019年01月03日 22:51
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共49篇

为什么月亮总是以“千篇一律”的姿态出现在我们面前?月球的背面究竟是什么样的?那里会不会隐藏着外星文明?人们对月球背面究竟了解多少?

你,有过这样的疑惑吗?

今天,兔子家的“嫦娥四号”历经20多天的飞行,终于在月球背面成功软着陆,并且拍下了月球的“背影”。这是人造航天器首次在月球背面“软着陆”,意义非凡。

世界第一张月亮背影近距离写真

为什么我们看不到月球的背面?

要解释这个现象,就不得不提到“潮汐锁定”。简单来讲,就是月球的自传周期和公转周期几乎一致,所以我们看到的月亮永远是“一面”。

通过对比月球正面和背面的地形图,就不难发现月球背面似乎更加“千疮百孔”。原因其实很简单,正是由于“潮汐锁定”让月球正面一直对着地球,所以背面就要承受来自宇宙深处各种天体的撞击,这位陪伴地球亿万年的小兄弟,可是替大哥挡了不少“枪子儿”。

上图中月球背面南极的蓝色部分,是一个巨大的坑洞,几十亿年前被未知天体撞击产生的,巨大的冲击使月球最原始的物质暴露了出来,我们的“嫦娥四号”就降落在月球南极一个叫“冯·卡门”的撞击坑中。(冯·卡门,美国伟大的航天工程学家,钱学森的老师)

红色小圈即为冯卡门撞击坑

什么叫软着陆呢?

软着陆是相对硬着陆而言的。举个最简单的例子,如果你站在迪拜塔最顶层往下跳,然后吧唧摔死在地上,这就叫硬着陆;但是如果你落到半空的时候打开降落伞,然后慢慢地和地面接触,并且手脚没摔坏,这就叫软着陆。

嫦娥四号这次就实现了软着陆。

由于月球背面地形复杂,主要都是山地和大坑,对探测器着陆十分不友好。要想在月球背面软着陆难度很大。嫦娥四号为了提高登陆的精度,在环月阶段增加了轨道修正,探测器在离月球地面比较高时就到达了着陆区的上方,然后垂直下降。

探测器落月阶段,通过发动机反推让探测器减速,探测器的时速从1.7公里降到几乎为零。在离月面两公里左右时,探测器通过光学成像,利用太阳光造成的地形投影,来识别障碍,规避一些大的石块和陨石坑。

之后,嫦娥四号会在距离月面100米处悬停,用精度更高的激光扫描,识别更小的障碍物,通过计算,找到一个更加安全的着陆点。

探测器再次下降,在离月面两米的地方发动机关闭,探测器以自由落体的方式降落,着陆器的四条腿将会吸收大部分冲击力,保证探测器稳稳落地不受损伤。

嫦娥四号

嫦娥四号探测器月球背面软着陆后降落相机拍摄的图像

其实在嫦娥四号之前,也有其他国家的探测器造访过月球背面,但是都是硬撞上去的。比如美国的游骑兵4号太空船,原本计划将一台测振仪砸向月球,然后在坠落前10分钟传回月球照片及探测数据,结果因为电脑故障,整个太空船都撞向了月球然后报销。所以,在月球背面软着陆,嫦娥四号是第一个。

探测器到了月球背面,如何与地球保持通信,成了最大的难题之一。

古有喜鹊搭桥,成全牛郎织女相会,今有“鹊桥号”联通月球背面和地球通信无阻。探测器在月球背面登录,由于月球的阻挡,探测器势必不能与地球进行直接通讯。“鹊桥号”就是一颗在探测器和地球之间搭桥的中继卫星。这颗中继卫星早在2018年5月就被送上了月球轨道以外,鹊桥号将穿针引线,在地面和月球背面之间架起通信的桥梁。

鹊桥号中继卫星

鹊桥号中继卫星的传输原理其实很简单,地球先将指令传输给中继卫星,中继卫星再将信号传输给探测器,相当于绕开月球的阻挡。它就像一面镜子,让地球和嫦娥四号能够跨过阻隔,“看清”彼此的面庞。

嫦娥四号在今后的一段日子里,将会开展一系列科学实验,包括月背环境、月球背面的表面、浅深层、深层进行研究以及辐射监测等等。当然,我们的探测器还将搭载来自4个国外的科学载荷进行研究。他们是荷兰的低频射电探测仪、德国的月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典的中性原子探测仪和沙特的月球小型光学成像探测仪。此次登月,也是国际间的科学交流与合作,这让嫦娥四号备受世界瞩目。

如今,嫦娥四号搭载的月球车还没有名字呢?可爱又聪明的你们,有没有什么好的想法呢?欢迎在评论区留言哦。

参考资料:

搜狐新闻,国家空间科学中心,答:为什么登陆月球背面比正面更难?

虎嗅网,SELF格致论道讲坛,嫦娥四号成功落月,月球背面究竟神秘在哪?

@Ent_evo的新浪微博

果壳网,Lsquirrel,鹊桥号启程,为嫦娥四号登陆月球背面架设通信桥梁

新华网,惊心动魄690秒:专家详解嫦娥四号登陆月球背面

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