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

作者:小菜 更新时间:2025-04-25 点击数:
简介: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

【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。

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

(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)

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

(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。

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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

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

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

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。

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

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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

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。

一种降低在月球上丢失太阳能漫游车风险的新方法

我们方法的概念性概述。

大多数用于太阳能供电的长距离导线规划算法没有主动考虑可能的导航延迟。

在这里,虚白色路径显示了一个计划,该计划将PSR内的漫游车尽快引向阳光,但它对可能的延迟没有弹性,这种延迟将导致漫游车落后于计划,并错过关键的太阳能充电事件。

另一方面,主动考虑延迟 蓝线的规划策略将使漫游车走上潜在的更长但更安全的轨迹。

鸣谢:uux.cn/背景图像和蝰蛇漫游者渲染:美国宇航局和亚利桑那州立大学。

据美国物理学家组织网(英格丽德·法德利):美国宇航局和世界各地的其他太空机构定期向太空发送机器人和自动飞行器,以探索太阳系中的行星和其他天体。

这些任务可以大大提高我们对太阳系其他地方的环境和资源的了解。

多伦多大学航空航天研究所和美国宇航局喷气推进实验室 JPL的研究人员最近进行了一项研究,探索可以提高使用太阳能漫游车进行月球探索的有效性和成功率的回收策略。

他们的论文预先发表在arXiv上,介绍了一种新的方法,可以帮助太阳能漫游车安全地离开月球上永久的阴影区域。

领导这项研究的研究员Opvier Lamarre告诉Phys.org:近年来,几个国家已经表示对探索月球南极感兴趣,包括美国、中国、印度、俄国和其他国家。

他们中的大多数人计划使用太阳能漫游车来探索经常处于阴影中的区域 称为永久阴影区,或PSRs,我们怀疑这些区域可能包含大量的水冰。

可以想象,用太阳能漫游车进入PSR是一项冒险的尝试!如果漫游车因故障而延迟,它可能无法在能量耗尽前回到阳光中。

太阳能漫游车在能效方面有许多优势,但它们受到依赖太阳光运行的限制。

由于月球上的一些区域永久处于阴影中,漫游者对阳光的依赖可能会阻止他们安全地探索然后离开这些区域,导致他们在执行任务时耗尽能量。

拉马尔和他的同事最近工作的一个关键目标是量化失去太阳能漫游车的概率,因为他们正在探索月球上的这些阴影区域。

此外,该小组希望设计一种方法,帮助最大限度地提高太阳能漫游车安全完成任务的概率。

首先,我们需要定义太阳能漫游车在月球南极‘安全’意味着什么,拉马尔解释道。

为了做到这一点,我们关注漫游车在什么地方、什么时间离开PSR,以及它的电池还剩多少能量。

这表明了漫游车在下一段任务之前是否可以在原地冬眠 因此,在那之前保持安全。

然后,我们计算一种在线遍历规划方法,漫游车可以从任何起始状态 包括PSRs内部开始遵循该方法,以最大化其生存概率。

拉马尔及其同事概述的规划方法被称为恢复政策,因为它本质上是一种后备策略,允许漫游车最大限度地增加到达安全的机会 即阳光将到达的区域,为其电池充电。

在他们的论文中,研究人员表明,在这种情况下计算这种复苏政策可能具有挑战性,因为它需要几个近似值,如果非常不正确,可能会影响整体预测的可靠性。

例如,时间是我们状态空间的连续维度,需要离散化,拉马尔说。

我们需要确保这种近似/离散化不会危险地扭曲对故障概率的预测。

在月球南极,太阳光照是高度动态的;附近的山脉和环形山可能会在地表投下巨大的阴影。

如果与 近似政策假设相比,漫游者稍微落后于计划,它可能会错过关键的太阳能充电期。

如果比政策设想的提前一点,也是如此。

由于这些时间近似值极大地影响了太阳能漫游车回收政策的可靠性,拉马尔和他的同事们保持了高度保守。

这最终将失败的风险降至最低,同时增加了该策略在现实任务中保持安全的可能性。

我们认为这种方法在许多方面都是有用的,拉马尔说。

首先,它代表着向远程自主移动规划算法迈出了一步,该算法主动考虑 或‘推理’太阳能漫游车的风险。

此外,我们的技术可以成为人类操作员在月球南极制定新的月球车任务的有用工具 它可以用于着陆点选择、全球遍历规划和风险预测等,甚至可以通过地面回路操作支持正在进行的任务。

在未来,这个研究小组引入的回收政策可以应用于月球上的真实世界探索任务,以降低在阴影区域丢失太阳能漫游车的风险。

由于最近的研究是与美国宇航局的JPL合作进行的,这种方法很快就可以在各种现实的月球场景中进行测试。

到目前为止,我们使用Cabeus环形山的轨道数据测试了我们的方法,但我们希望使用美国宇航局定制的太阳照明地图,并将我们的技术应用于月球南极的许多其他区域,这些区域有一天将被机器人或载人任务访问,如Shackleton,Faustini,Nobile,Haworth和Shoemaker环形山,Lamarre补充道。

此外,我们目前正在研究新一代风险预测远程导航算法,用于利用太阳能漫游车探索月球南极。

月球,太阳系中第五大行星地球卫星

月球这个行星一直以来,就有很多传说故事。

例如在我们民间最有名是嫦娥奔月,这个神话故事一直流芳百世。

许多科学家一直在探索其中奥秘,,最终在1969年时候宇航员终于登上了月亮,开启了对外空世界新的探索篇章。

月球简介图片中就是我们地球的卫星,这是太阳系中第五大行星。

月球直径是地球的四分之一,质量是地球的八十一分之一,距离地球有38万千米,其质量在太阳系中最大,对于月球形成,一些科学家推测可能是在45亿年前。

在月球表面有阴暗和明亮区域,亮区是高地,称为月陆;暗区是平原,称为月海。

月球的表面被巨大的玄武岩层所覆盖,除了玄武岩构造,月球的阴暗区,还存在其他火山特征。

大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原,年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。

月食现象是指当月球行至地球的阴影后时,太阳光被地球遮住。

月食现象可分为月偏食、月全食两种,当月球只有部分进入地球的本影时,就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时,就会出现月全食。

人类登月在1969年7月时候,美国阿波罗载着三位宇航员成功登上了月球,这是人类历史上首次出现。

直到今天,月球上一共插上了6面美国国旗。

据有关报道,在美国登陆月球之后看到了外星人的采矿器和一些外星飞船。

在2013年中国嫦娥三号机器人首次登陆了月球,圆了国人多年的探月梦。

接下来重点就是嫦娥四号选择是难度极大的月球背面登陆,希望中国嫦娥四号能成功发射,能成功着陆月球背面,成功向地球人类送回珍贵的月球数据。

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