人類為何對月球南極如此著迷
俄羅斯國家航天集團8月20日發布消息稱,其發射的“月球-25”號探測器偏離預定軌道,與(yu) 月球表麵相撞後失聯,任務以失敗告終。按照原定計劃,“月球-25”號將在月球南極的博古斯拉夫斯基隕石坑附近軟著陸。
正當人們(men) 認為(wei) 登陸月球南極無望時,事情很快出現“反轉”。8月23日,印度發射的“月船3號”探測器在月球南極實現軟著陸,並於(yu) 24日釋放“普拉吉安”月球車,踏足月球表麵,開啟14天的科考。印度也因此成為(wei) 首個(ge) 實現探測器在月球南極著陸的國家。
俄羅斯國家航天集團似乎不甘失敗,其總裁尤裏·鮑裏索夫8月25日呼籲,要從(cong) “月球-25”號探測器任務中吸取教訓,繼續開展探月計劃,並計劃在2025年—2026年再次向月球南極發射探測器。
一時間,月球及其南極區域成為(wei) 人們(men) 關(guan) 注的焦點。登陸月球南極有哪些意義(yi) 和難點?科技日報記者就此采訪了中國科學院雲(yun) 南天文台相關(guan) 專(zhuan) 家。
探索月球南極風險巨大
自古以來,人們(men) 就對夜空中的月亮充滿好奇與(yu) 向往。近代以來,月球成為(wei) 人類深空探索的重點目標,同時也是人類目前所涉足的最遠天體(ti) 。根據2018年雲(yun) 南天文台李語強等人在國內(nei) 首次成功對月球進行激光測距獲得的數據,地月距離為(wei) 385823.433千米—387119.600千米。
“月球地形十分複雜,表麵布滿了大大小小的隕石坑,這使得月球探測器著陸風險巨大。目前世界上主要航天大國相繼開展了100多次月球探測活動,但成功率僅(jin) 為(wei) 百分之五十左右。”雲(yun) 南天文台研究員李語強說。
在我國嫦娥四號登陸月球以前,人類的探月活動主要針對的是麵向地球的月球表麵。2019年1月,在“鵲橋”中繼星的幫助下,嫦娥四號實現了首次在月球背麵著陸,並對月背展開了科學探索,但人類對月球兩(liang) 極的探索基本處於(yu) 空白。
“探索月球南極風險巨大,主要原因在於(yu) 月球南極地形複雜,有巨石和巨大的隕石坑。複雜的地形使得高速飛行的航天器在指定區域平穩著陸十分困難,稍有誤差,還可能進入全年無光照、溫度極低的永久陰影區。”李語強說。
或為(wei) 深空探測提供資源
當前,世界主要航天大國月球探測活動的重點都指向了月球南極。對航天器著陸充滿風險與(yu) 巨大挑戰的月球南極,究竟有哪些魔力?
美國國家航空航天局在軌14年的月球勘測軌道飛行器收集到的數據表明,月球一些永久被陰影所籠罩的環形山中可能存在著水冰,印度“月船1號”探測器載荷更是探測到了固態水冰的近紅外吸收光譜,直接證明了月球上含有水冰。據俄衛星通訊社報道,隕落的“月球-25”號的主要任務之一便是在月球南極地區確認水存在的可能性。“我們(men) 的首要任務是在月球上找到水,希望這種水能以冰的形式保存在太陽從(cong) 未照射的極地隕石坑底部,或者至少找到水的痕跡。”俄羅斯科學家艾斯蒙特稱。
“月球南極附近存在很深的隕石撞擊坑,相較於(yu) 月球的其他區域,月球南極擁有最大並且最集中的永久陰影區,這使得大量撞擊坑常年不受日照。”雲(yun) 南天文台助理研究員楊永章介紹,根據目前的理論研究,這些撞擊坑內(nei) 極有可能富集大量水冰。研究這些水冰,有助於(yu) 科學家追溯到早期太陽係的氫和其他揮發物的化石記錄。
如果月球南極存在大量水冰,其不僅(jin) 可用於(yu) 飲用和製造氧氣,還可以製備火箭所需的氫燃料。相比從(cong) 地球裝載大量燃料發射火箭,在月球上就地獲取能源,有助於(yu) 人類更有效地進行針對火星和小行星等天體(ti) 的探測。
“除了水冰資源以外,月球南極位於(yu) 一個(ge) 巨大隕石撞擊坑的邊緣。”雲(yun) 南天文台在讀博士研究生黃凱告訴記者,這個(ge) 隕石坑直徑達2500千米,深度達8千米,是太陽係內(nei) 最古老的地貌之一,可為(wei) 探索太陽係早期演化提供重要線索。同時,月球南極還存在著與(yu) 地球相似的極晝現象,極晝期間可能出現長期連續的光照,更有利於(yu) 探測器長時間開展工作。
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未來“嫦娥”的奔月之路
未來五年,我國將繼續實施月球探測工程。探月工程四期目前已經獲得國家立項批複,未來包含嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務。嫦娥六號計劃於(yu) 2024年前後發射,嫦娥七號計劃於(yu) 2026年前後發射,嫦娥八號任務目前處於(yu) 方案深化論證階段,準備在2028年前後實施發射。
“我們(men) 還計劃以月球為(wei) 主要基地,建立集數據中繼、導航、遙感於(yu) 一體(ti) 的月球互聯網。”中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉(wei) 仁表示,這些形成一體(ti) 化後,可以對月球上的一些資源和探測器實行有效管理。
月球探測僅(jin) 僅(jin) 是我國深空探測計劃的第一步發展目標。吳偉(wei) 仁介紹,開展月球探測工程將為(wei) 我國更大範圍深空探測進行技術上的準備與(yu) 驗證。
“我們(men) 與(yu) 相關(guan) 國家聯合發起了國際月球科研站計劃,並歡迎國際夥(huo) 伴參與(yu) 合作。”吳偉(wei) 仁說,未來,國際月球科研站或將作為(wei) 飛向太陽係或者更遠深空的深空探測中轉站。
此外,我國還將在探月領域深入開展國際交流合作。嫦娥六號任務和小行星探測任務將提供搭載平台和載荷資源的機會(hui) ,致力於(yu) 與(yu) 更多國家,一同讓航天探索和航天科技成果為(wei) 創造人類美好未來貢獻力量。
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