△探月工程总设计师吴伟仁。
“嫦娥三号在月球正面着陆,相当于在华北平原着陆,比较平坦;嫦娥四号将在月球背面着陆,相当于在西南地区的云贵川着陆,有很多大山。”昨日,“2018年全国科技馆联合行动”中国航天日重庆分会场活动中,探月工程总设计师吴伟仁院士称,月球背面探测不仅有助于全面探索月球,还可以在电磁波宁静区探索宇宙起源时期的信号。
难度挺大 月球背面大山多
从2007年起,我国陆续发射了嫦娥一号、二号、三号探测器,实现了绕月探测和月球正面软着陆。嫦娥四号计划今年在月球背面软着陆,进行月球背面巡视区形貌和矿物组份探测与研究、月球背面巡视区浅层结构探测与研究、月基低频射电天文观测与研究等科学目标。
在月球背面软着陆,不仅遥测难度更大,地形也更为复杂,难度将远远大于登陆月球正面。
由于被地球潮汐锁定,月球只能永远以同一面朝向地球。人类在地球上不仅从未见过月球背面,通信信号也会被阻隔。吴伟仁院士称,目前人类看到的是月球正面,所以正面了解得多。“早在十七世纪,意大利人就用光学望远镜看到月球正面,认为月球有山有河,实际上月球上山是有了,但河呢,没水。”
月球背面是什么样子,很长一段时间内人类还不是很清楚。“月球自转周期和公转周期都是14天,所以始终看不到背面到底什么样子。但是当年的阿波罗7、8号,绕月飞行后,传回背面成像图,后来,我们的嫦娥1号也看到了,嫦娥2号就看得更仔细了。”吴伟仁说,嫦娥2号形成了整个全月图,分辨率是7米,“相当于嫦娥1号的120倍,所以对月球背面看得清了,知道月球背面没有正面那么平坦。”
吴伟仁说,其实“到月球背面着陆,难度挺大的。嫦娥3号在正面着陆,相当于在华北平原着陆,比较平坦;如果在背面着陆,相当于在西南地区云贵川着陆,大山比较多。”
有何意义
推断宇宙怎么形成
既然在月球背面着陆难度挺大,为何嫦娥4号仍然会选择在背面着陆?
吴伟仁称,“全世界对月球探索大概120多次,但从来没有探测器到月球背面着陆。我们总想要探索月球背面奥妙在哪里,而且中国人有这个条件和能力,可以到背面去,我们争取创造出世界第一。”
在吴伟仁看来,对月球背面的探测,有助于推断宇宙的形成。“月球的正面有大气的干扰,有无线电波、电磁场对它的影响,我们科学家在地球接收到的信号几乎都是噪音。但月球背面没有干扰,非常寂静。在那个环境里,可以探测宇宙早期形成的短波。比如1兆到30兆左右的电磁波,这种短波很难穿透大气层。我们可以用这种电磁波来探测40亿年前形成宇宙时的环境,推断出宇宙形成演化过程,而这些只有在月球背面才能探测到。”吴伟仁称,将在嫦娥四号任务的中继星上搭载两颗小卫星,做射电干涉试验,探测宇宙“黑暗时代”。
登上火星
人类终有一天会实现
活动中,有小朋友问吴伟仁,人类能不能到月球或火星上定居?吴伟仁称,人类要生活,首先就需要水和空气,就目前了解的情况来看,没有发现月球上有大量的水存在和空气存在,而火星有水和空气,但火星上的空气不足以满足人类定居,“但终有一天人类是会上火星,或是在火星上短暂的生活。”
吴伟仁欢迎中小学生们投身到中国的航天事业、探月事业。他表示,探月工程的科研人员加起来七八万人,又是一个长期的任务,“我们欢迎全国方方面面积极参与这项工程,一代一代人接续奋斗,你们完全有条件有能力来参与探月工程,共同为人类做出更大的贡献。”
△“2018年全国科技馆联合行动”中国航天日重庆分会场活动由中国自然科学博物馆协会科技馆专业委员会主办,中国科学技术馆承办,重庆科技馆等 17 个地方场馆共同参与。重庆分会场活动于4月21日—27日在重庆科技馆开展。
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嫦娥四号任务将分两次发射
2007年,我国发射嫦娥一号卫星,拉开了中国人探索月球的序幕。嫦娥一号在距月面200公里的轨道绕行了近500天,获得了世界首幅三维立体全月图。
2010年发射的嫦娥二号,在嫦娥一号基础上更进一步。它的工作轨道距月面仅100公里,获得了分辨率更高的三维影像、月球物质成分分布图等资料。既定任务完成后,嫦娥二号开展了拓展试验,先探测了距地球150万公里的日地拉格朗日2点,又飞到700万公里之外,与图塔蒂斯小行星擦身而过,拍下了宝贵的照片。此后它不断飞向深空,验证我国的测控通信能力。如今嫦娥二号正围绕太阳做椭圆轨道运行,预计会在2020年前后回到地球附近。
在我国探月工程三步走计划中,“绕、落”任务已经完成,下一步将发射嫦娥五号探测器,从月球采集2公斤月壤带回地球。
嫦娥四号任务将分两次发射。我国计划在上半年先往地月拉格朗日2点发射一颗中继卫星。中继卫星是实施嫦娥四号任务的前提,关系到整个任务的成败。
地月拉格朗日2点位于地球与月球的延长线上,距地面约45万公里。在这个位置布置一颗中继卫星,既能“看到”月球背面,也能“看到”地球,可以将嫦娥四号着陆器和巡视器获取的科学数据传回地球,并通过中继卫星提供嫦娥四号软着陆及月面工作期间的测控支持。
中继卫星完成在轨测试后,我国计划在下半年发射嫦娥四号,让它降落在月球南极附近的艾特肯盆地。
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航天员为何要提手提箱?
在活动现场,有小朋友提问,航天员在出征时,为何都要提一个手提箱?
中国航天员中心副主任王跃解释,航天服内部有加压供气供氧功能,穿起来非常压迫性,容易让人产生很强的发热的感觉,所以航天服就要有散热装置,在航天服内部,向包括四肢,特别是下额送出比较凉快的气体,并同时把二氧化碳排出。航天员手中提的小方箱子就是一个手持的小型便携通风装置,带电源和风扇,为航天服提供一定的通风量,来保证人体的舒适性。
航天员怎么分辨黑夜白天?
在太空中,航天员怎么分辨黑夜和白天,是用手表吗?
王跃说,在太空中、空间站里,公转的时间和地球时间不一样,航天员很难感受太阳起落,航天员会按照地面指挥中心安排的时间休息和工作,但有些时候也需要手表。总的来说,航天员除了靠自己的身体感受时间外,还由工作表的安排来控制。
上游新闻·重庆晨报记者 罗薛梅
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