月球深藏不露地背面,中国要设法搞清楚,这是走向宇宙的重要跳板

了解过鹊桥二号的朋友们应该知道,当年它为我们的月背着陆探测提供了重要的通讯支撑。
月球跟地球之间的关系很微妙,每次月球绕着地球转动的时候,我们永远只能看到它的一面。
换句话说,月球永远是把它的背面,深藏不露地放在了我们视线的黑暗一面。
(3月20日上午8时31分,探月工程四
【菜科解读】
中国的鹊桥二号中继星发射了,这次它承担着很重要的历史使命。
了解过鹊桥二号的朋友们应该知道,当年它为我们的月背着陆探测提供了重要的通讯支撑。
月球跟地球之间的关系很微妙,每次月球绕着地球转动的时候,我们永远只能看到它的一面。
换句话说,月球永远是把它的背面,深藏不露地放在了我们视线的黑暗一面。
(3月20日上午8时31分,探月工程四期鹊桥二号中继星,由长征八号遥三火箭发射升空)
(长征八号遥三火箭)
为什么会这样呢?主要是由于地球和月球之间的引力关系,在长年的变化中,形成了这么一种相对的动态稳定。
这种稳定就是月球每次都绕着地球,微微的调整,随着它绕着地球的公转,它的自转也在做同步的调整,总是导致背面藏着,不亮出来。
这样一来,所有在月球背面着陆的探测器,包括在月球背面区活动的这些科研工作者的科技行动,都没有办法直接跟地球进行通信。
因为月球的遮挡,所以就要用中继星,也就是一个信号的二传手。
它在环月轨道活动就可以把信号接力发送给地球,这样就能完成我们在月背的探测活动。
同时,也能帮助完成这次我们寄予厚望的嫦娥六号的月背取样返回工程,这也是鹊桥二号最重要的使命之一。
鹊桥二号它的轨道选择,跟当年的鹊桥一号有很大的不同。
鹊桥一号当年是选择在月球的远端,拉格朗日点运动。
距离月面还是太远了,近的时候也得有49000公里。
这样一个距离,对于中继的效率和信号的衰减,是一个非常不利的影响。
而这次,鹊桥二号选择了更给力的环月轨道。
虽然轨道的细节现在还没有公布,但是这个轨道,一定能够更有力地支撑我们在月球背面的取样返回工作,也就是嫦娥六号要干的营生,而且鹊桥二号还有后继使命。
在嫦娥六号的工作完成以后,它将调整轨道,继续为嫦娥七号和嫦娥八号提供中继支持,同时还能为目前仍然在工作的嫦娥四号,以及玉兔二号月球车,提供中继接入服务,这就像是一个可以游走的大型路由器。
我们中国目前在月球所有可用的探测资源,以及未来将进行的科考活动,都可以接入这个大路由器,实现跟地球的快速转发,这就是我们现在看到的鹊桥二号。
而且我们在消息中还着重地说了一句话,就是鹊桥二号以后将与我们的嫦娥七、嫦娥八共同构成月球科研站的一个基本构型。
这个话很有意思,这意味着我们未来月球科研站,一定有一颗甚至多颗的中继星,随时提供通信保障。
同时也意味着,我们的科研站,很有可能有月面探测器或探测器阵列这样的设备,提供科研支撑。
这样一来,我们对中国的探月可能就应该抱有更多的期望。
虽然宇宙很大很遥远,有那么多的天体,看上去无比的瑰丽,但是我们的步伐从现实上讲,能够直接踏上月球也并不是一个很容易的任务。
虽然它只有三十几万公里,那么人类只有能够先设法踏上一颗地外天体,并且能够实现在这颗地外天体上科研,甚至长期的生活和工作,那么才有可能让人类文明转变为一个星际文明。
跟月球相比,火星要更遥远。
那么月球,很有可能是人类走向深邃宇宙的一个跳板,这个跳板也许是冥冥之中造物主为地球准备的,它可以帮助我们在这个并不熟悉的天体上,来打磨我们的科研和生存能力。
中国现在目标坚定地瞄准月球,我们要在月球实现长期的科考,并且对月球的资源进行深入的勘探,乃至走向开发和应用。
这个过程可能很漫长,但是第一步很重要。
中国已经迈出了很好的第一步,我们的月球探月的前面的工程实现了绕、落、回。
现在应该是探月的四期工程,也就是以长期的科研考察为目的的一个一期工程,这一期工程随着鹊桥二号的发射,实际上已经缓缓地拉开序幕。
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有一些科学家在经过多年的研究之后给出了答案,月球的表面正好面对着地球,也同样是外星人可以栖息的地方。
月表中子与辐射剂量探测仪
嫦娥四号带着了很多先进的勘探仪器,这些仪器中除了咱们比较了解的各种相机,还包含几台能用于空间环境勘探的仪器。
今日,咱们就来给咱们说一说这些特别的仪器和它们要观测的物理现象。
月表中子与辐射剂量勘探仪 人类对太空的探究活动一直面对高能辐射的要挟,1958年,美国的第一颗人造卫星—Explorer I卫星研讨组的Ernie Ray就宣布了这样的感叹:“My God, space is radioactive!(天哪,太空居然是放射性的!)”。
通过几十年的勘探研讨,人们对地球邻近的高能辐射环境已经有了适当的了解,但月球外表的辐射环境与地球邻近的辐射环境有很大的不同,月球外表没有稠密的大气,磁场也十分弱小,因而太空中的世界射线会直接炮击月表的岩石和月壤,世界线粒子与月表物质发作核反应会释放出中子、γ射线等具有强穿透力的粒子,尤其是中子,其辐射质量因子高于质子、电子和光子,对航天员具有很大的危害性。
图3 电离层与无线电传达示意图 电离层尽管可以给地球带来通讯的便当,却也阻断了电离层外的低频无线电向地上的传达。
来自太阳及其它世界天体宣布的低频电磁波信号被地球电离层遮挡,无法抵达地球地上,要勘探它们只能在太空环境中进行,而月球反面因为阻挡了来自地球的各种天然及人工电磁辐射搅扰,这儿的电磁环境十分洁净,是十分抱负的低频射电观测方位。
嫦娥四号使命中的低频射电勘探仪有两台,一台由我国独立研发,安装在嫦娥四号着陆器上(图4),另一台由我国和荷兰联合研发,安装在中继星“鹊桥”号上(图5)。
两台设备互相配合,可以对太阳、地月空间及世界天体的各种射电现象进行观测和研讨,尤其是太阳迸发时,使用低频射电观测,可以观测而且追寻太阳迸发活动的整个进程,这对研讨日地空间的气候效应,构建模型预告太阳灾祸事情等有很大协助。
图5 中继星“鹊桥”上的低频射电勘探仪 月表中性原子勘探仪 太阳继续不断的向五湖四海“吹”出超声速带电粒子流,被称为太阳风。
因为月球没有磁场、大气层的维护,太阳风可以直接“吹”到月球外表上,太阳风中的质子和离子效果到月壤外表会反射和溅射出能量中性原子(Energetic neutral atom,简称ENA)和其他粒子。
一起,光照会导致月表充正电荷,等离子领会导致月表充负电,在月面阴阳交界处静电力会抛起月尘,所有这些抛出、溅射和反射出的物质组成了月球的逃逸层(图6)。
科学家需求搞清楚月球逃逸层构成进程中各种机制的效果巨细,这关于研讨太阳系中许多与月球相似的星体(如水星、小行星等)具有重要意义。
图7 月表中性原子勘探仪 预告中心为嫦娥四号使命保驾护航 对空间环境进行勘探研讨是嫦娥四号使命重要的科学方针之一。
但嫦娥四号带着的这些先进的勘探仪器及嫦娥四号自身都面对恶劣空间环境的要挟,而针对太阳迸发等活动的勘探也需求空间环境预告的支撑,中科院空间环境预告中心将继续为嫦娥四号使命供给及时精确的空间环境预告信息,为嫦娥四号使命保驾护航。