小米
作为小航天迷,你一定知道,近几年我国的探月工程发展得非常棒。可是,我们的航天员什么时候才能登上月球呢?别急,登月之前,我们先建个前哨站吧!
美国国家航空航天局准备在月球背面或者地月拉格朗日平衡点上,建立有人类照料的深空前哨站。拉格朗日平衡点指的是,在两个大的天体的引力作用下,能够使其他小的天体保持平衡的点。这里说的地月拉格朗日平衡点,特指地球和月亮之间的五个拉格朗日平衡点之一的L2点。L2点是在两个天体连线上,靠近较小的天体的平衡点。地月L2点位于月球的背面,距月球6万多千米,但距地球44万千米。
为什么非要在月球背面建立前哨站呢?听我慢慢给你讲。
只见正面的月球
月球是地球唯一一颗天然卫星,它的绕地速度为3683千米/小时。月球有个特点,那就是它绕地球一周的公转周期与它本身的自转周期一样,都是27.3个地球日(27日7时43分11秒),即一个恒星月。这种现象被称为“同步自转”。
因为月球公转一圈的同时只自转了一圈,所以我们在地球上只能看见月球的正面,而月球背向地球的一面,我们永远看不见。直到发射月球探测卫星以后,我们才得以揭开月球背面的神秘面纱。
揭秘月球“后脑勺”
1959年10月7日,苏联的月球3号探测器拍摄了第一张月球背面影像,使人类首次看到了月球背面。1968年,美国的阿波罗8号载人飞船进行环月飞行,使人类第一次用肉眼直接看见月球的背面。那么,月球的“后脑勺”到底长啥样呢?
借助月球探测器,人们发现,与月球正面相比,月球背面的陨石坑(又叫撞击坑)更多、更大,这一大堆起伏不平的陨石坑中就包括太阳系第二大陨石坑——南极——艾特肯盆地,但月海(一些广阔而地势比较低的平原,填满了月球内部喷发并冷却下来的岩浆)较月球正面要少许多。月球正面的月海覆盖率高达31.2%,而月球背面月海覆盖率仅为2.5%。
这就说明,月球背面抵御了很多飞向地球的天体的撞击,所以留下这么多陨石坑。月球可真是保护地球少受地外天体撞击的天然屏障呀!
探月背面有多难?
月球探测器和“阿波罗”载人飞船在飞到月球背面时,和地球直接的无线电通信会暂时中断,必须等到飞出轨道之后才能恢复通信。但正是由于在月球背面可以遮蔽掉来自地球的电波干扰,因此在月球背面安置大型射电望远镜比较理想。说起来容易,做起来难呀!科学家既要防止月球的微尘污染设备、月球车和月球服,又要遮蔽望远镜上的导电材料,防止受到太阳闪焰的影响。科学家还需要通过在月球轨道的中继卫星与地球保持联系。
当然,除了月球背面这个选择之外,也可在月球背面上方的地月L2点建立月球前哨站,进行各种探测活动。地月L2点是地球与月亮引力的平衡点,前哨站建在那里具有稳定性好、节省能源等优点,并能作为探索近月空间、小行星、月球、火星卫星和火星的前哨站。由于那里引力较小,所以能大大降低太空探索的成本。
不过,这可不是一件容易的事。执行地月L2点飞行任务的航天员将比执行“阿波罗”登月任务的航天员多飞行15%的距离,在深空的时间也要长近2倍,所以受到辐射的影响较大。这就需要科学家研制重型运载火箭和具有较好防辐射功能的“猎户座”多功能航天器,对此,美国科学家还在研究之中。
目前,欧洲的“赫歇尔”、“普朗克”天文卫星正在日地L2点(距地球150万千米的位置)工作。在那里工作的好处是受万有引力和太阳辐射的干扰最小,还可以避免日凌现象(地球运行到距离太阳最近的位置,太阳发出的强电磁波影响卫星信号传输的现象),消耗很少的燃料,所以可长期停留,是观测整个宇宙的理想位置。
探月背面有意义
在月球背面不仅可以建立理想的科研基地,也能建立能源基地。吹到月球正面且携带氦-3粒子的太阳风,会受到地球遮蔽的影响而减少,但月球背面的月海则不存在这个问题,所以太阳风会把较多的氦-3带到月球背面的月壤中。氦-3可是一种高效、清洁的核聚变燃料。因为有大气层阻隔,氦-3在地球上少得很,但是在没有大气层的月球上估计至少有100万吨!如果开发出来,可以为地球人提供1万年的能源供应。所以,有人建议在月球背面建立科研基地或能源基地。
如果在地月L2点建立月球空间站,还可使在月球背面开展重要的遥控机器人研究成为可能,并能作为在月球背面的平静区域开展太阳和地球科学观测、射电天文学和其他科学研究的平台。在这里,也可以组装和检修人造卫星和大型望远镜。假若建立一个由航天员照料的L2点,那将是迄今人类太空之旅的最远处。
科学家认为,在地月L2点常驻,能长时间开展生命科学研究和太空活动防辐射研究。也许,不久的将来,你就能到月球前哨站去参观一番了。