“嫦娥4号(Chang'e 4)”是2018年12月中旬发射的一艘无人月球探测器,目的地是前往月球背面。
“月球背面”是“从地球上无法直接观测到的地方”,由于潮汐锁定的等原因一直是人类未知、且充满神秘的地方。
由于月球背面是一个别说观测,就连通讯都很难的地点,所以一直以来并没有成功着陆的例子。
为了在月球背面着陆,科学家为嫦娥4号在拉格朗日点配置了中继卫星——鹊桥,以解决通信问题。该探测器于2018年5月20日发射升空。
2019年1月3日14时左右“嫦娥4号(Chang'e 4)”在月球背面成功着陆。这是中国第三次成功实现月球表面软着陆,也是世界首次成功实现月球背面软着陆。
嫦娥4号在月球背面的南极附近着陆,因此可以拍摄到南极艾特肯盆地的美丽风景。艾特肯盆地在月球的背面,直径约2500公里、深度约13公里,被认为是月球上最大、太阳系内最大的陨石坑。
科学家们推测,南极艾特肯盆地是巨大的陨石在几十亿年前撞击月球时形成的陨石坑。嫦娥四号的着陆将得到关于这个陨石坑形成时期、以及太阳系早期更多的线索。
不过在这期间我们还有了其他惊人的发现,2019年在“玉兔2号”探测器落月的第八月昼期间,在一个小撞击坑中发现了一种特殊的物质结构,有别于周围的其他成分。
研究人员在论文中写道:“嫦娥四号探测车在月球另一侧的南极艾特肯(SPA)盆地内的冯·卡尔曼(Von Karmán)陨石坑底部穿行时,在一个陨石坑中发现了一个暗绿色、闪闪发光神秘物质。”
当时这种物质我们并不清楚是什么,并被描述为了“凝胶状”,考虑到月球表面是一个干燥、且多尘的地方,“凝胶状”的描述就让人想到到了月球表面有水?粘液?之类的东西,更增加了神秘感。
不过后来发布的图像揭示了这个物质确实有光泽,但一点也不潮湿,研究人员推测,即这种物质是撞击熔化形成的,而不是一开始说的“凝胶状”。跟“胶”没有半毛钱关系。
现在这种物质已经被确认。根据对图像的分析,并与地球上的阿波罗样本相比较,这正是我们所期望在月球上发现的普通物质:岩石。
更确切地说,是岩石被熔化在一起(很可能是在陨石撞击的高温下)形成了深绿色的、光滑的玻璃状物质。它是由月球风化层和角砾岩的撞击焊接、胶结和粘结形成的熔融角砾岩。
研究人员使用玉兔2号的全景照相机、可见光和近红外成像光谱仪(VNIS)和避免危险照相机拍摄的图像的更详细分析支持了这一假设。
特别是,来自VNIS的图像让研究人员能够分解物质反射的光,并确定其化学成分,以及周围的浮土(碎石和灰尘)。
根据这一分析,风化层主要由斜长石(约45%)、辉石(7%)和橄榄石(6%)组成,这是相当标准的月球物质。
然而,这种玻璃状物质的成分很难详细的解开,原因是因为光线太弱。他们只能分辨出大约38%的斜长石。 这与周围的风化层没有什么不同,表明其成分可能相似。
研究人员还能够确定这种材料是深绿色的,大约52×16厘米。 它非常类似于阿波罗15号和17号任务分别回收的两个样本,编号为15466和170019。
这两个样本都是从撞击坑中提取的,被归类为角砾岩。大块的是月壤,小块的是黑色玻璃。
研究人员得出结论,这种物质可能是在陨石撞击期间产生的。当陨石撞击时,它熔化了一些风化层,风化层与未熔化的风化层混合形成角砾岩。
但撞击并不一定发生在发现这种物质的陨石坑里。因为风化层可能是两个不同陨石坑的物质的混合物,所以这种物质可能是在不同的陨石坑中形成并喷射出来的,最终降落在了玉兔2发现它的地方。
此外,玉兔2号发现这块物质的陨石坑的大小约2米宽,这个陨石坑太小了,无法产生一个一个52×16厘米的撞击熔池。
因此,撞击熔融角砾岩不太可能在发现它的火山口就地形成,很可能是在另一个不同的事件中形成的,并被喷射到新的位置并砸出了一个小坑。
所以基于我们现有的数据,玉兔2号发现的物质并不那么神秘,就是陨石撞击形成的熔融角砾岩。并且在阿波罗任务期间,这种物质已经被带回了地球。
现在我们终于可以放心了,因为再也不用担心一滩神秘的月球粘液。
参考:
研究论文已经发表在《地球和行星科学快报》。
Impact melt breccia and surrounding regolith measured by Chang'e-4 rover
嫦娥四号成功着陆月球背面,在我国航天史上的意义是:
月球正面和背面的电磁环境非常不同,月球背面电磁环境非常干净,屏蔽了来自地球的无线电信号干扰,是天文学家梦寐以求开展低频射电研究的场所。
搭载了低频射电的频谱仪的嫦娥四号可以填补射电天文领域在低频观测段的空白,将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。
扩展资料:
2019年1月3日,嫦娥四号探测器着陆在月球背面预选着陆区冯卡门坑内。同一天,玉兔二号巡视器与着陆器分离,其上携带的红外成像光谱仪成功获取了着陆区两个探测点高质量光谱数据。
中科院国家天文台和仪器研制单位中科院上海技术物理所组成的研究团队通过对光谱数据的分析发现,嫦娥四号着陆区月壤光谱的吸收特征与月球正面月海玄武岩质月壤光谱的吸收特征存在着显著差异。
展现出低钙辉石的光谱特征,并暗示有大量橄榄石的存在。进一步的分析证实,嫦娥四号着陆区月壤物质中橄榄石相对含量最高,低钙辉石次之,仅含有很少量的高钙辉石。这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。
对覆盖着陆区域的高分辨率遥感图像数据和高光谱数据的分析结果显示,着陆器和月球车位于玄武岩平原的撞击溅射物上,这些溅射物来自东北方向的芬森撞击坑。
嫦娥四号探测器实现了人类历史上首次对月球背面的软着陆就位探测,而此次基于探测数据的研究结果,则成功揭示了月球背面的物质组成,证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性,加深了人类对月球形成与演化的认识。
—嫦娥四号
既然地球上的人看不到月球的背面,那科学家是否能看到呢?月球背面究竟是什么样的?月球背面和正面有什么不同呢?
虽然迄今为止还没有飞船登陆过月球背面,但实际上我们已经获得了大量的月球背面——探测数据,包括地形地貌、物质成分、表面环境、内部结构等详细信息。
苏联发射月球2号探测器,第一次拍到了月球背面的图像。美国和苏联的月球探测器多次获得了月球背面图像,美国的阿波罗8号航天员、以及之后登月的航天员,都从月球上空亲眼目睹了月球背面的景象。以来,美国、中国、印度、日本、欧洲的月球探测器,都对月球进行了更高分辨率的详细探测。发射的LRO探月卫星拍摄的高分辨率月球影像,甚至可以清晰地看到阿波罗登月后遗留的月球车、登月舱等等。
遗憾的是,所有这些探月任务都没有在月球背面发现外星人的基地,也没有发现任何人工建筑物或人为活动的痕迹。月球背面只是一片保存了四十多亿年漫长历史的荒凉大陆。
整个月球表面,总体上可分为月海和月陆两大地理单元。
月海是月面上宽广的平原,颜色较深,对太阳光的反射比较弱,约占月球表面积的17%。月球上共有22个主要的月海,包括雨海、静海、云海、冷海、风暴洋等,其中19个分布在月球的正面,约占月球正面半球表面积的一半,尤以北半球的月海分布更为显著。月球背面只有东海、莫斯科海和智海三个小型月海。
月海是玄武岩岩浆冷却后填充的大型平原,大多数月海具有圆形封闭的特点,四周大多被山脉所包围,类似于地球上的盆地。最典型的例子是雨海,其四周环绕着亚平宁山、高加索山、阿尔卑斯山、朱拉山和喀尔巴阡山等山脉。月海的地势比月陆要低得多,如静海和澄海比月球平均水准面低约1700米,湿海低约5200 米,最低的是雨海东南部,最深处比平均水准面低6000多米。月海平原常见有一些岭形隆起,称为海岭。按其形态,可分为弧形海岭、呈对角线分布的海岭和脉状不规则海岭。
除月海外,月球上颜色较浅的部分就像地球上的“陆地”,称为月陆。组成月陆的岩石主要是斜长岩,颜色比较浅,看上去比月海明亮。月陆的地势比月海高,一般高出月球水准面约2~3千米,也称月球高地。月陆面积约占整个月球表面积的83%,但在月球正面,月陆的总面积与月海大致相等;而在月球背面,月陆地面积则比月海大得多。
不管是月海还是月陆,都分布着密密麻麻的撞击坑,也称为环形山。这些撞击坑是小天体撞击月球留下的痕迹,月球表面越古老,撞击坑的密度越大。月陆年龄比月海更古老,遭受小天体撞击的次数更频繁,因此撞击坑密度更高,地形也更崎岖。
从地球上,只能看到月球的正面,看不到背面。月球正面以地形平坦、颜色较暗的月海居多,背面则分布着密集的撞击坑,地形更古老,更崎岖。
前一段时间我们的航天部获得了宇宙航天科学奖,可以说引发了网友的热烈讨论。那么我们的航天部到底做了什么能获得这样的奖项呢?就是因为我们的嫦娥4号在月球的背部完成了软着陆,这也是人类首次在月球背部进行登录。为什么登陆月球的背面这么难呢?这主要是因为潮汐锁定的现象导致了我们在地球上看月球只能看到一面,而另外一面则始终背离着我们。所以我们在平时只能看到月球60%的部分。而他剩下的部分则隐藏在背面的黑暗当中。
首先我们来说一下为什么登陆月球的背面这么难,主要就是因为月球背面远离地球,想要到达这里,我们必须跨过整个地球才可以。在这期间我们要进行远程操控来对抗地球的引力,同时也要接受越来越弱的信号。而且在降落的过程当中,因为受到月球的遮挡,所以信号传输的精确和连续性是十分重要的。
这一次我们降落的地区是比较平坦的地区,对精确度要求还比较低,但是并不意味着操作难度的降低,这主要是因为月球的背面陨石坑更多,而且温度极低。在着陆的时候,我们主要依靠发动机的推力来进行减速。而根据月球的引力,这款具有750公斤推力的发动机,如果有1%的偏差,都会导致着陆地点发生几公里的位移。
那么登陆月球的背面又能给我们带来哪些好处呢?首先就是因为月球的背面是朝向着远离太阳城的方向,而且有了月球的阻挡,这里没有复杂的电磁环境。如果在这里展开一个工作基地,像宇宙外进行探测的话,那么工作环境会更加好一点。当然如果幸运的话,能够在这里发现之前没有发现的一些宇宙物质,显然会更好。
玉兔二号发现了什么神秘物体?月球的背面到底有什么?
玉兔二号在月球的背面,发现了一个巨大的盆地,这个盆地就是吉南及艾特肯盆地。人类对于宇宙都非常好奇,尤其是地球的卫星月球,月球的背面是什么,又有多少人知道呢?
实际上,登上月球背面并非人们所想象的那样容易,因为在月球的正反两面之间有一条很难跨过的横沟。探头登月后,地面控制中心必须保持与探头的讯号连接,以便操作,然而,1-0页面后,由地面控制中心发出的讯号会中断。此时,如果两个中级卫星不通电,信号便无法传递。
可转卫星建造难度大,研发费用高,所以上个世纪没有一个国家完成了月球背面的探月任务,在上个世纪都没有国家完成探月任务。
我国正怀着对未知事物的渴望着手进行月球背面的探测工程,并设立了嫦娥四号工程。卫视嫦娥四号能与地面控制中心保持联系。科学家们在月球背面发现了一个巨大的盆地,吉南及艾特肯盆地。
这是月球上最大的盆地,基于剩背后探测数据,其直径大约为二千五百千米。几乎跨越了月球的两个半球,最大落差达到16。1千米,而且它还存在着异常的重力程长四号就是在这里着陆的。
当南萨的科学家对这个盆地的重力厂做了一番研究后,他们认为在该盆地下面应该有大量的田素存在。因为铁是一种较大的元素,与其他重金属相比,它更可能存在月球内部。
此后,南萨的另一架月球车另外一组数据也被检测出来,研究者们从这组数据中分析,得出埃特坎盆地下的神秘物质,质量非常惊人。
那么那块神秘物质究竟了多大?研究者们说,在该盆地地下二百九十千米处可能存在着一个句型金属物体。其重约210吨,金属物面积超过5万平方公里,几乎相当于五个下为胰岛,而大型金属都埋藏在该盆底之下。
意味着第一个实现月球背面着陆的探测器将会收获众多独特的科研成果,对世界航天和天文界都将是巨大的贡献。这是人类历史上首个月球信号中继卫星,架起了地球和月球背后的“鹊桥”,它将全程见证嫦娥四号的探测过程,也将负责嫦娥四号的全程通信。
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