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2018中國將發射嫦娥四號,實現人類歷史上首次月球背面軟著陸

7月
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2018

2018年7月12日11時 今日科學 玩物主義

玩物主義

探月工程是中國航天事業發展歷程中極具代表性的一項工程,過去的 2017 年是「探月三期」的收官之年,而已經開啟的 2018 年則是「探月四期」的開局之年。下面,跟 TechPunk 一起領略中國「嫦娥探月」的奇幻之旅。

嫦娥五號「探月三期」收官之戰:實現月球取樣返回

2017 年,中國航天最大的看點應屬嫦娥五號。

根據計劃,中國會在 17 年底前後發射嫦娥五號探測器,實現月球軟著陸及採樣返回。這意味著中國探月工程「繞、落、回」三步走的最後一步即將完成。但由於其運載火箭長征 5 號出現故障,目前發射日期已推遲。

中國航天科技集團公司五院月球探測衛星總指揮顧問兼總設計師葉培建說:「能否成功採樣返回,將 2 公斤的月壤打包回地球,是這次任務的最大亮點,也是最主要的挑戰」。

嫦娥五號的主要目標是拿到東西。嫦娥三號是落在月球上後通過設備探測做月層分析,但這次的一大挑戰是要在月球重力環境下,通過機械手將第一抔月壤取回。真實環境與模擬環境可能存在誤差,因此對精細程度和準確程度提出了更高要求。

據了解,這次嫦娥五號將實現四個「首次」,充分展現我國航天能力的重大突破:即首次在月球表面自動採樣、首次從月面起飛、首次在 38 萬公里以外的月球軌道上進行無人交會對接、首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

如果採樣返回成功,將意味著中國人有了自己的月球表面樣品可以進行分析,有利於我們進一步了解月球的狀態、溫度、物質含量等重要信息,幫助我們對月球有更深入的了解。

待嫦娥五號順利完成月球採樣返回後,我國無人探月的第一個三步走就此圓滿收官。

「探月四期」大幕拉開:中繼衛星將是中國對世界的貢獻

2007 年 10 月 24 日 18 時,我國首顆繞月探測衛星嫦娥一號成功發射。時至今日,中國人在探月路上,蹄疾而步穩。

葉培建表示,嫦娥五號奔月後,中國探月第四期工程也將拉開帷幕。嫦娥四號和中國未來計劃進行的月球南北極探測都屬於「探月四期」。

嫦娥四號預計於 2018 年發射,將實施世界上第一次月球背面軟著陸並巡視探測。

據了解,由於嫦娥四號將從月球背面開展射頻測量,避免了太陽及地球的干擾,該測量也將獲得更多以前無法獲知的信息。

目前為止,還沒有一個國家成功在月球背面軟著陸。美國、蘇聯曾各有一個飛行器在月球背面硬著陸。

此次中國決定把嫦娥四號著陸在月球背面的某個地方,如果成功,將是人類首次在月球背面實現軟著陸。

但是有一個難題,就是由於月球背面看不到地球,無法進行通訊。為了解決通訊問題,研究員將在距月球 8 萬公里處發射一顆中繼衛星。

在地球和月球中間發射中繼衛星也是人類歷史上第一次。中繼衛星的發射時間會在嫦娥四號發射前的半年,發射位置到地月拉格朗日 L2 點。

有了這顆中繼衛星,今後其他國家若想去月球背面探測,就可以通過我們的中繼衛星獲得幫助,這是中國對世界做出的重大貢獻!

造訪月球背面,將給科研帶來哪些新機遇?

嫦娥四號的基本架構繼承了嫦娥三號,但科學載荷會有很大變化,將開展對月球背面的地質探測等。

月球正面和背面的電磁環境非常不同,月球背面電磁環境非常乾淨,是天文學家夢寐以求開展低頻射電研究的場所,如果能在月球背面放一個低頻射電的頻譜儀,將填補國際空白。

同時,利用月球背面保存的最古老月殼岩石的獨特條件開展地質特徵調查,有望在國際上首次建立集地形地貌、淺層結構、物質成分於一體的綜合地質剖面和演化模型,獲得對月球早期演化歷史的新認知。

回顧一下中國那些牛氣的嫦娥工程

頭頂這輪圓月,我們已經仰望了千年。為開啟中國人的奔月征程,中國航天人在不斷的努力著。

2007 年 10 月 24 日 18 時 05 分,搭載著我國首顆探月衛星嫦娥一號的長征三號甲運載火箭在西昌衛星發射中心三號塔架點火成功發射,嫦娥一號帶著國人的祝福,執行中國首次「探月」之旅。嫦娥一號的升空,使中國成為擁有一定實力和地位的空間大國。

2010 年 10 月 1 日 18 時 59 分 57 秒,搭載著嫦娥二號衛星的長征三號丙運載火箭在西昌衛星發射中心點火發射。主要目標是為以後發射的嫦娥三號任務實現月面軟著陸,驗證部分關鍵技術。

12 月 2 日 1 時 30 分嫦娥三號由長征三號乙運載火箭從西昌衛星發射中心發射。它攜帶著中國的第一艘月球車「玉兔號」,實現了中國首次月面軟著陸。

2016 年 7 月 31 日,超長待機了兩年的玉兔號可能再也不會醒來。
一向以賣萌為基調的玉兔號的微博「月球車玉兔」也頗為煽情地說道:

Hi!這次是真的晚安咯!!!還有好多問題想知道答案……但我已經是看過最多星星的一隻兔子了!如果以後你們去到更深更深的宇宙,一定要記得拍照片,幫我先存著。月球說為我準備了一個長長的夢,不知道夢裡我會躍遷去火星,還是會回地球去找師父?

這位萌萌噠玉兔號著實為中國探月做出了不少貢獻,它在月球上發現了一種新類型的玄武岩,並且這一玄武岩單元規模巨大。它首次利用雷達在月表實測了月壤厚度。它還在月面對原始產狀的月壤就位展開了化學組成和光譜分析。

中國載人登月探索不止:還需攻克三道技術難關

葉培建強調:「人類一定要走出地球,而月球是離人類最近的星球,我認為中國航天人不會放棄載人登月」。

根據《2016中國的航天》白皮書,未來五年,中國將為載人探索開發地月空間奠定基礎。

當前,中國探月工程依然處於無人探月階段。但無人探月是載人登月的前奏,載人登月是中國航天人多年以來孜孜以求的目標。

在葉培建看來,無人探月和載人登月具有很高的關聯性。無人探月能為載人登月提供許多資料,儘管無人探月遠遠代替不了載人登月的技術需求,後者在規模、安全性、可靠性等方面的要求都大大超過前者,這意味著未來需要攻克更多技術難關。

目前我國要實現載人登月還需邁過「三道關」:第一是研發出重型運載火箭,能夠把人和登月艙送到月球;第二是解決人來往地月的生命保障、安全以及工作條件;第三是進行更多的地麵條件建設,確保各項試驗都充分驗證。

這其中,重型運載火箭是最難的也是最迫切的,我們仍和國際先進水平有差距。


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