首张月球背面照片来啦!这是人类第一次,属于中国!
我们在地球上看到的月球永远是半个月亮,那月球的背面到底有什么?
今天10时26分, 嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。
此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。
11 时40分,着陆器获取了世界第一张近距离拍摄的月背影像图并传回地面。图中展示了巡视器即将驶离着陆器、驶向月背的方向。
△此图片为嫦娥四号着陆器拍摄的着陆点南侧月球背面图像,巡视器将朝此方向驶向月球表面。
难以「触及」的月之背面
说到月球背面的时候,相信不少网友的第一反应是:月球没有自转的吗?背面是什么意思?
由于被地球的引力锁定(潮汐锁定),月球围绕地球一圈的公转周期完全等于自身转动,所以月球始终只有相同的一面朝向地球,也就是我们说的月球正面。
虽然由于月球的天平动效应,我们在地球上能看到一小部分背面,但绝大部分是看不到的,月球背面也因此得名「月之暗面」(其实月球背面也能被太阳照到,只是人类看不到而已)。
直到进入航天时代,我们才通过卫星看到了月球背面的模样。然而,着陆探测又是另一回事了。
在嫦娥四号成功登陆月球背面之前,人类和无人探测器已经成功着陆过月球数十次,总计有20台着陆器,6台月球车,12个宇航员安全上过月球表面,包括我国的嫦娥三号着陆器和玉兔号月球车。
但这些着陆任务全部位于月球正面,没有任何一个能够实现月球背面的着陆。
所以,这一次的嫦娥四号登陆月球背面,不仅是全人类第一次登陆月球背面,更是中国航天历史上第一次「为天下先」!
为信号搭建一座「鹊桥」
当初苏联和美国之所以一直探测正面、在正面着陆,却从不去背面,主要原因是背面着陆的难度大大难于正面。
拿其中最重要的一条通讯障碍来说,由于被地球潮汐锁定,月球背面的探测器无法和地球直接通讯。通俗点说就是信号被挡住了,地球上无法操控探测器。
但这没有难倒中国航天人,为了配合嫦娥四号挑战月球背面,我国在半年前预先发射了一枚通讯中继卫星「鹊桥」,作为接下来的着陆器/月球车与地球进行通讯的「桥梁」。
「鹊桥」就相当于太空中的信号中转站,让我们在地球上也能操控嫦娥四号登陆。
原理看似简单,可实际操作起来又是另外一回事了。据悉,嫦娥四号通过鹊桥与地面交流,其间会产生约60秒的延时,这对于瞬息万变的降落过程显然太久,因此落月全程需要由它自主完成,对系统可靠性有着极高要求。
正因如此,在嫦娥四号登陆成功后,连NASA局长Jim Bridenstine都在推特上发文表示祝贺,称这是人类首次(在月球背面着陆),成就令人印象深刻。
诡异的月球背面究竟是什么样?
△嫦娥降落的月球背面长什么样?(来源:中科院SELF讲坛)
我们在地球上看到的月球永远是半个月亮,哪怕是几亿年以前的恐龙,它们看到的月亮也是这半个月亮,我们从来都看不到那半边。
经过很多探测,月球的正面和背面,人类都拍了不少精细的图像。
△左边的图片是月球的正面,就是我们每天看到的月亮,而右面的图片是月亮的另一半,从来都没有人真正见过。
苏联最早拍到了月球背面的照片,下面这张图这就是1959年他们公布的照片,人类才知道月亮的背面是这个样子,跟我们看到的正面完全不一样。
△1959年苏联公布月球背面照片
我们的“嫦娥一号”也精细地探测到了整个的月球,提供了一张当时最好的月球的地图,正面、背面都看得非常清楚。
△“嫦娥一号”探测到的全月球
左边是月球的正面,大家能看到有很多块阴影。有人说月球上有22个的海洋,其实这是错的。
月球上一滴水都没有,这是因为火山喷发,流淌出来的熔岩是黑色的,它填满了39亿年以前在月亮上由于小天体撞击月球砸出来的一个个大盆地。
所以月亮上一共有22个所谓的“海洋”,正面占19个,背面基本上都是山地、高原。正面和背面完全不同。
△“嫦娥”做的全月面立体图,右侧是月球正面,左侧是月球背面,正面和背面的地形地貌差异很大。
“嫦娥二号”飞得比较低,所以它可以做精细探测。“嫦娥二号”发回的影像分辨率达到7米。图的中间是月球的正面,两侧是背面,正面和背面差别很大。
△“嫦娥二号”拍下的月球图
1月3日10时26分, 嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。
△此图片为嫦娥四号着陆器拍摄的着陆点南侧月球背面图像,巡视器将朝此方向驶向月球表面。
△此图片为嫦娥四号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像。
△嫦娥四号探测器月球背面软着陆后降落相机拍摄的图像。
我们为什么要在月球背面着陆?
我们的着陆器和月球车将要降落在月面背面的巨大的艾肯盆地上,这里面有很多新的科学信息。
1.月球背面可以接收来自宇宙早期的许多信息
在月球背面是一种长波无线电最干净的环境,因为我们在地球和月球正面上有一段无线电是绝对收不到的,包括太阳的某一部分爆发,包括宇宙的各种信息等。这是为什么呢?
我们地球有一个电离层,全部干扰来自地球之外的长波无线电信息都测不到,月球正面也被地球的电离层干扰,也测不到。最好的选择就在月球背面,它非常干净,所有的杂音都被月球正面挡住了,所以它是一个最好的环境,是科学家梦寐以求的地方,它可以清晰地收到来自宇宙早期的很多信息。
2.中国人要飞得更远
中国科学院院士欧阳自远表示:后年,我们中国将去探测我们的邻居——火星。我们将要探测火星上究竟有没有生命?我们能不能改造火星,把火星变成第二个人类的栖息地?
我们要探测小行星,要规范和规避小行星撞我们地球,确保地球人类的安全。
我们还要探测太阳系最大的行星——木星,科学家期待可能会在木卫二的海底能找到生命。
我们飞到木星大概要7年,我们要在第一个15年飞到最遥远的海王星,进行行星际穿越探测。
过了2021年,我们中国要飞得更远,要实施整个太阳系的探测。我们要探测太阳系的某些天体上究竟还有没有生命,太阳系到底是怎么起源的,太阳系有些天体有哪些资源,能不能被人类所利用?我们能不能找到第二个栖息地,让地球上的人类大量的移民过去?
我们中国有能力飞得更远,我们中国也应该飞得更远,我们中国的行星和月球的探测一定要为国家的强盛完成我们的使命。
资料参考:
新华社
科普中国
乌鸦上尉
中国科普博览
haibaraemily
中科院SELF讲坛
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