中國發射首次月球背面探測任務

在十二月末或一月初,嫦娥四號探測器將在月球南極附近,太陽系已知最大撞擊坑內的地點著陸

基於 NASA 月球勘測軌道飛行器資料的月球背面檢視。嫦娥四號探測器計劃的著陸點位於月球南極-艾特肯盆地內,這是一個古老的巨大撞擊坑,在本影像底部附近可見一個略微陰暗的區域。

中國已成功發射嫦娥四號探測器奔向月球,這是一項大膽的任務,旨在歷史上首次在月球背面著陸。

發射於今天,12月7日,美國東部時間下午1:23(中國當地時間凌晨2:23),在四川省西昌衛星發射中心由長征三號乙運載火箭執行。探測器現在將開始為期三天的奔月之旅,之後將停留在極地繞月軌道,最早在年底嘗試著陸。“他們正在討論大約在12月31日或1月1日左右,”歐洲航天局國際月球探測工作組主任伯納德·福ing說,他參與了歐洲與中國國家航天局(CNSA)就該任務進行的合作。到目前為止,探測器看起來狀況良好。

中國將利用之前在月球軌道上的三週時間拍攝表面影像,並確保著陸點沒有障礙物。無論何時發生,完全自主的七步著陸過程將僅持續11分鐘,從脫軌點火到接觸月球表面。嫦娥四號計劃在月球南極-艾特肯盆地中直徑186公里的馮·卡門隕石坑著陸;後者是月球已知最大的撞擊坑,直徑約2500公里。由於該地點暴露的地幔,這個科學上引人入勝的區域可能會產生關於月球如何形成和演化的寶貴資料。


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儘管嫦娥四號的目標隕石坑位於月球南極附近,但由於月球每28天自轉一次,它仍然會經歷極端溫度變化。隕石坑會經歷大約14天的陽光照射,平均溫度高達110攝氏度,然後在大約14天的夜晚驟降至約-173攝氏度。這些溫度波動對於嫦娥四號的前身嫦娥三號來說太大了,嫦娥三號於2013年12月14日在月球著陸。這兩次任務的設計幾乎相同;前者最初是作為後者的備用而建造的。兩者都包括一個重約1200公斤的大型著陸器,並由此在月球表面部署一個直徑約一米、重140公斤的小型漫遊車。

但這次的關鍵區別在於,嫦娥三號著陸在始終面向地球的月球近側。嫦娥四號將轉而前往背面,長期以來,背面一直被視為月球探測的科學裡程碑。“背面著陸意義重大,因為從來沒有人做過,”美國國家航空航天局前首席歷史學家羅傑·勞紐斯說。然而,一個主要的挑戰是背面永遠無法看到地球,使得直接通訊成為不可能。因此,在2018年5月,中國發射了一顆名為鵲橋的中繼衛星,進入月球同步軌道,該軌道在月球以外約65000公里處具有引力穩定性,地球和月球的引力都使中繼衛星以光環狀運動移動,從而確保它始終在月球背面和地球的視野中。與著陸器和漫遊車的所有通訊都必須透過這顆衛星中繼。

嫦娥四號任務搭載了一系列儀器,這些儀器已準備好進行一系列不同的科學研究。它包括一個穿地雷達,用於探測地表以下100米,三臺攝像機,用於研究不受地球干擾的銀河系的射電天文學實驗,以及一個在月球表面種植生物樣本的有趣實驗。船上還有兩項歐洲主導的實驗,一項來自德國基爾克里斯蒂安-阿爾佈雷希茨大學,另一項來自瑞典空間物理研究所,它們將研究撞擊表面的宇宙射線和太陽風。歐洲科學家還幫助中國選擇了嫦娥四號的著陸點。

目前尚不清楚該任務將持續多久,但福ing表示,中國預計漫遊車至少能持續一個月(包括一個月晝和一個月夜)。著陸時間安排在儘可能接近該地區月晝開始的時間,即12月30日開始,這為漫遊車提供了充足的陽光來為其太陽能電池板供電。不過,著陸器可能會存活更長時間;儘管嫦娥三號漫遊車在一個地球日後就停止工作了,但其著陸器在五年多後的今天仍在執行。

即使它只存活一個地球日,這次背面任務也將是歷史性的。“你正在開啟半個以前無法進入的世界,”哈佛-史密森天體物理中心的天文學家喬納森·麥克道爾說。如果一切順利,中國希望在2019年和2024年透過嫦娥五號和嫦娥六號從月球返回樣本,最終在那裡降落人類探險家。

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