編者按(1/3/19):1月3日,嫦娥四號著陸器在月球背面馮·卡門隕石坑中心附近著陸,然後部署了其巡視器,名為“玉兔二號”。隨著“玉兔二號”的成功部署,中國現在在月球上有兩個可操作的航天器——國家的嫦娥三號著陸器 仍然在月球正面執行。
中國在其快速發展的探月征程中,更接近又一次歷史性突破。
自2007年以來,中國已向月球發射了三次任務,其中一次任務搭載了中國首個機器人著陸器和巡視器。中國最新的探月行動於2018年12月8日凌晨開始,當時一枚長征三號乙運載火箭從中國西南部四川省的西昌衛星發射中心發射升空,搭載著嫦娥四號探測器。嫦娥四號由著陸器和巡視器組成,目標是月球背面,即始終背對地球的月球半球。以前從未有航天器在那裡實現軟著陸,儘管美國國家航空航天局(NASA)在1962年將其“徘徊者4號”探測器撞擊到月球背面表面。
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在發射升空並進行了4.5天的月球之旅後,嫦娥四號調整自身進入橢圓形月球軌道,以等待其命運時刻的到來。中國官員尚未公開宣佈嫦娥四號何時嘗試著陸,但大多數專家認為最早也要在2019年1月初,時間與月球背面迎來大約14天的充足陽光照射期相吻合,以便為航天器的太陽能電池陣列供電。據稱,該航天器的著陸地點是馮·卡門隕石坑,這是一個位於月球背面更大的撞擊盆地——南極-艾特肯盆地內的月球撞擊坑。該盆地是月球上最古老、最大的撞擊特徵。
月球背面勘探
亞利桑那州立大學的行星科學家、美國國家航空航天局月球勘測軌道飛行器相機(LROC)的首席研究員馬克·羅賓遜說:“相對於月球正面,我們在許多方面對月球背面的瞭解非常少。”
羅賓遜和其他美國月球科學家希望嫦娥四號能夠幸運地降落在月球背面難以捉摸的“月海”區域附近。這些富含玄武岩的沉積物由古老的冷卻熔岩組成,在月球正面含量豐富,但在月球背面則遠不常見。它們的名稱來自拉丁語中表示“海洋”的詞,這正是幾個世紀前的天文學家因其深色而懷疑它們是海洋的原因。
羅賓遜告訴《大眾科學》:“我們沒有月球背面月海的有記錄樣本,因此這將是首次觀察。” 月海玄武岩代表了我們瞭解月球整體成分以及神秘地幔(地核和地殼之間的層)的最佳途徑,因此,詳細描述月球背面月海可以讓科學家瞭解,除其他外,為什麼月球正面和背面看起來如此不同,他說。
羅賓遜說,嫦娥四號著陸後,美國國家航空航天局月球勘測軌道飛行器上的LROC相機系統應該能夠清晰地發現著陸後的中國航天器。“如果不是巡視器本身,我們應該能夠識別到著陸器和巡視器的車轍,”他說。
軟實力
羅德島州普羅維登斯市布朗大學的著名行星科學家吉姆·海德說,嫦娥四號任務進一步證明了中國將月球不僅視為科學研究的物件,而且也視為該國成為新的全球超級大國漫長征程中的重要戰略資產。
海德說:“所有航天國家都將目光投向月球,原因既有民族自豪感——他們如何看待自己作為一個國家——也有聲望,即他人如何看待他們。” “此外,正如最初美國和蘇聯之間的冷戰競爭一樣,成功的太空探索是對‘軟實力’的巨大展示,即以非威脅性的和平方式展示技術實力和領導能力的能力。” 他補充說:“中國顯然處於重新燃起的國際社會對月球機器人和載人探測興趣的前沿。”
就中國而言,與其月球背面之行相關的部分技術實力是一顆名為“鵲橋”的衛星,該衛星於2018年5月發射,用作嫦娥四號的通訊中繼。由於月球的主體阻擋了地球無線電向月球背面的傳輸以及從月球背面傳出的傳輸,只有像“鵲橋”這樣的衛星才能在航天器及其地面控制器之間近乎即時地傳送資料。海德說,可以將“鵲橋”不看作是一次性的支援任務,而更看作是新興的“月球探測通訊全球基礎設施”的第一塊基石。
至於他希望嫦娥四號可能揭示什麼,海德指出,任何前往月球背面的任務本質上都是前往“未知月域”,因此不可避免地會帶來新的發現。“探索就是調查未知,而我們能夠著陸和探索月球背面,特別是南極-艾特肯盆地的證明,是一項根本性的成就,是邁出的第一步,是在新的‘大陸’上站穩腳跟。正如難以預測未來一樣,也難以預測未知探索的結果。這就是我們探索的原因!”
下一步是什麼?
如果一切按計劃進行,嫦娥四號之後應該是嫦娥五號任務,該任務目前計劃於2019年末發射。嫦娥五號將是中國第二次前往月球正面的任務,並將嘗試從月球正面西北部月海——風暴洋的呂姆克山採集樣本。
與此同時,其他國家也有自己的探月計劃。印度的“月船2號”月球著陸器定於2019年初發射,俄羅斯已宣佈計劃在未來五年內開展一項月球機器人任務。在美國,在特朗普政府親月球立場的推動下,美國國家航空航天局正在規劃“門戶”,這是一個繞月軌道執行的宇航員駐守空間站,以及商業月球有效載荷服務(CLPS)計劃,該計劃將是一個公私合作伙伴關係,依靠私營企業為選定的有效載荷提供往返月球表面的運輸服務。
海德說:“特別是CLPS提供了多種平臺和能力,可以透過商業機會和夥伴關係到達月球。這些CLPS機會是快速創新和快速太空飛行的關鍵,比較未來幾年美國和中國的做法的結果將非常有趣。”
合作還是競爭?
喬治·華盛頓大學空間政策研究所政治學和國際事務榮譽退休教授約翰·洛格斯登說,現在是在重新推動全球探月事業中進行合作而不是競爭的時候了。
洛格斯登說:“中國的月球背面著陸器是該國長期規劃的探月計劃的下一步。由於美國正在規劃自己的探月行動,對我來說,將中國的成就排除在[一個]更全面地瞭解月球的方法之外是沒有意義的。” “與其將嫦娥四號視為競爭和對美國領導地位的威脅,也許新一屆國會將允許美國國家航空航天局與中國以及其他航天合作伙伴在真正的全球探索努力中開展合作。” 2011年,國會頒佈立法,禁止美國國家航空航天局與中國進行任何雙邊協調。
空間政策專家和SpacePolicyOnline.com的編輯瑪西婭·史密斯表示,從科學的角度來看,中國研究月球的興趣似乎與美國國家航空航天局重新燃起的對月球一切事物的興趣相吻合。她指出,嫦娥四號涉及來自荷蘭、德國、瑞典和沙烏地阿拉伯的許多國際合作夥伴參與該任務。美國國家航空航天局也在為其月球計劃尋求合作伙伴,但由於國會的法律禁令,必須排除中國。
月球地緣政治
史密斯說:“誠然,與中國的地緣政治局勢很微妙,但俄羅斯也是如此,然而美國國家航空航天局和俄羅斯在太空領域進行了廣泛的合作,這被譽為在其他方面關係緊張的例外。”
因此,關於美中月球政治的繞月問題顯得尤為突出:如果允許美國國家航空航天局與俄羅斯合作為了實現共同的民用太空目標而合作,為什麼不能與中國合作呢?
史密斯說:“美國國家航空航天局渴望在任何著陸月球的航天器上安裝雷射反射器。” “也許在嫦娥五號上新增一個可以成為第一步。” 她指出,國會的禁令並非完全徹底。限制雙邊合作的法案措辭規定,美國國家航空航天局與中國進行的任何合作都必須事先獲得國會的批准。“因此,折衷方案可能是保留該措辭,但鼓勵美國國家航空航天局邁出第一步,例如反射器或其他小型科學專案,看看會發生什麼。”
